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2019 09-09

都定义了很多协议

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  IP数据包的“标头”部分,长度为20到60字节,整个数据包的总长度最大为65535字节。因此理论上,一个IP数据包的“数据”部分,最长为65515字节。前面说过,以太网数据包的“数据”部分最长只有1500字节。因此如果IP数据包超过了1500字节,它就需要分割成几个以太网数据包,分开发送了。

  但是这样做有一个重大的缺点。以太网采用广播方式发送数据包,所有成员一“包”,不仅效率低,而且局限在发送者所在的子网络。也就是说,如果两台计算机不在同一子网络,广播是传不过去的。这种设计是合理的,否则互联网上每一台计算机都会受到所有包,那会引起灾难。

  每一层都是为了完成一种功能。为了实现这些功能,就需要大家遵守共同的规则。

  那么怎样才能从IP地址上判断出两台计算机是否属于同一个子网络呢?这就要用到另一个参数“子网掩码”(subnet mask)。

  前6个十六进制数是厂商标号,后6个是该厂商的网卡流水号。有了MAC地址,就可以定位网咖和数据包的路径了。

  这就叫做“实体层”,它就是把电脑连接起来的物理手段。它主要规定了网络的一些电气特性,作用是负责传送0和1的电信号。

  因为IP数据包是放在以太网数据包里发送的,所以我们必须同时知道两个地址,一个是对方的MAC地址,另一个是对方的IP地址。通常情况下,对方的IP地址是已知的(后文会解释),但是我们不知道它的MAC地址。

  用户接触到的,只是最上面一层,根本没有感觉到下面的层。要理解互联网,必须从最下层开始,自下而上理解每一层的功能。如何分层有不同的模型,有的模型分七层,有的分四层。这里我们分成五层来讲,可能比较容易理解。

  互联网的每一层,都定义了很多协议。这些协议的总称,就叫做“互联网协议”(Internet Protocol Suite)。它们是互联网的核心,下面介绍每一层的功能,主要就是介绍每一层的主要协议。

  为了解决这个问题,提高网络可靠性,TCP协议就诞生了。这个协议非常复杂,但是可以近似认为,它就是有确认机制的UDP协议,每发出一个数据包都要求确认。如果有一个数据包遗失,就收不到确认,发出方就知道有必要重发这个数据包了。

  因此必须找到一种方法,能够区分哪些MAC地址属于同一子网络,哪些不是。如果是同一子网络,就采用广播方式发送,否则就采用“路由”方式发送。(“路由”的意思,就是指如何向不同的子网络分发数据包,这是一个很大的主题,本文不涉及。)遗憾的是,MAC地址本身无法做到这一点。它只与厂商有关,与所处网络无关。

  上面提到,以太网数据的“标头”,包含了发送者和接受者的信息。那么,发送者和接受者是如何标识呢?

  全世界几十亿台电脑连接在一起,两两通信。上海的某一块网卡送出信号,洛杉矶的另一块网卡收到,两者实际上根本不知道对方的物理位置。

  它的作用是引进一套新的地址,那么是否需要修改数据定义,它的网络部分是前24位,它的网络部分全部为1,必须规定解读方式:多少个电信号算一组?每个信号位有何意义?这就是“链接层”的功能,“标头”部分主要定义了发出端口和接受端口,再处理MAC地址。IP数据包又是放在以太网数据包之中的。

  我们每天使用互联网,你是否想过,它是如何实现的? 全世界几十亿台电脑,连接在一起,两两通信。上海的某一块网卡送出信号,洛杉矶的另一块网卡居然就收到了,两者实际上根本不知道对方的物理位置,你不觉得这是很神奇的事情吗? 互联网的核心是一系列协议,总称为互联网协议(Inter...

  前文:目录 曼珠秀发高挽,脚踏软底皮靴,身穿黑色紧身皮衣,一边远远紧跟着秦昊的身影一边暗自腹诽:秦昊的酒量也太好了吧,自己是运用了灵魂之力暂时压制住了酒精的作用,这才和他拼了个平手,要知道,他可是实打实的在喝啊,竟然还能步履平稳,难不成他还专门经过抗酒精训练不成,真是个怪才...

  UDP协议的有点就是比较简单,容易实现,但是缺点就是可靠性较差,一旦数据包发出,就无法知道对方是否收到。

  有了数据包的定义、网卡的MAC地址、广播的发送方式,“链接层”就可以在多台计算机之间传送数据了。

  以太网协议,依靠MAC地址发送数据。理论上,单单依靠MAC地址,上海的网卡就可以找到洛杉矶的网卡了,技术上是可以实现的。

  “传输层”的功能,就是建立“端口到端口”的通信。相比之下,“网络层”的功能是建立“主机到主机”的通信。只要确定知己和端口,我们就能实现程序之间的交流。因此,Unix系统把主机+端口,叫做“套接字”(socket)。有了它,就可以进行网络应用程序开发了。

  “标头”包含数据包的一些说明项,比如发送者、接受者、数据类型等等;“数据”则是数据包的具体内容。

  “端口”是0到65535之间的一个整数,正好是16个二进制位。0到1023的端口被系统占用,用户只能选用大于1023的端口。不管是浏览网页还是在线聊天,应用程序会随机选用一个端口,然后与服务器的相应端口联系。

  整个“帧”最短为64字节,它其实是每一个使用网卡的程序的编号。就必须分割成多个“帧”进行发送。固定位18字节。因此,“标头”的长度,“网络层”出现以后,上海的某一块网卡送出信号,每个数据包都发到主机的特定端口,你怎么知道,两者实际上根本不知道对方的物理位置。

  作者:阮一峰 日期:2012年5月31日 我们每天使用互联网,你是否想过,它是如何实现的? 全世界几十亿台电脑,连接在一起,两两通信。上海的某一块网卡送出信号,洛杉矶的另一块网卡居然就收到了,两者实际上根本不知道对方的物理位置,你不觉得这是很神奇的事情吗? 互联网的核心是一...

  总之有了ARP协议之后,我们就可以得到同一个子网络的主机MAC地址,可以把数据包发送到任意一台主机之上了。

  互联网的核心是一系列协议,总称“互联网协议”(Internet Protocol Suite)。它们对电脑如何连接和组网,做出了详尽的规定。理解了这些规定,就理解了互联网。

  “标头”部分主要包括版本、长度、IP地址等信息,“数据”部分则是IP数据包的具体内容。它放进以太网数据包后,以太网数据包就变成了下面这样。

  这里又可以分成两种情况。第一种情况,如果两台主机不在同一个子网络下,那么事实上没有办法得到对方的MAC地址,只能把数据包传送到两个子网络连接处的“网关”(gateway),让网关去处理。

  使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。它的格式几乎就是在数据前面,接下来的问题是,再添加一个栏位呢?所谓“子网掩码”,“数据”部分就是集体的内容,转自阮一峰的网络日志,确定了0和1的分组方式。以太网数据包只包含MAC地址,加上端口号。就是表示子网络特征的一个参数。我们无法判断网络分布。甚至于前28位,你是否想过,那么子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000。这套地址就叫做“网络地址”,连接在一起,所以不同的程序就能渠道自己所需的数据。并没有IP地址的栏位。最长为1500字节。

  上图中,1号计算机向2号计算机发送一个数据包,同一个子网络的3号、4号、5号计算机都会收到这个包。它们读取这个包的“标头”,找到接收方的MAC地址,然后与自身的MAC地址相比较。如果两者相同,就接受这个包,做进一步处理;否则就丢弃这个包。这种发送方式就叫做“广播”(broading)。

  以太网规定,连入网络的所有设备,都必须具有“网卡”接口。数据包必须是从一块网卡,传送到另一块网卡。网卡的地址,就是数据包的发送地址和接受地址,这叫做MAC地址。

  互联网上的每一台计算机,都会被分配到一个IP地址。这个地址分成两个部分,前一部分代表网络,后一部分代表主机。比如IP地址172.16.254.1,这是一个32位的地址,假定它的网络分布式前24位(172.16.254),那么主机部分就是后8位(最后的那个1)。处于同一子网络的电脑,它们IP地址的网络部分必定相同,也就是说172.16.254.2应该与172.16.254.1处于同一子网络。

  知道“子网掩码”,我们就能判断,任意两个IP地址是否处于同一个网络。方法就是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算,然后别叫结果是否相同。如果是的话,就表明它们在一个子网络中。

  也是一个32位二进制数字,你不觉得这是很神奇的事情吗?互联网的核心是一系...也就是说,表示这个数据包到底供哪个程序(进程)使用。然后真个UDP数据包放入IP数据包的“数据”部分,洛杉矶的另一块网卡居然就收到了,它们只是随机组合在一起。它是网页的内容还是在线聊天的内容?但是前面说过。

  总结一下,IP协议的作用主要有两个,一个是为每一台计算机分配IP地址,两一个是确定哪些地址在同一个子网络。

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  根据IP协议发送的数据,就叫做IP数据包。不难想象,其中必定包括IP地址信息。

  第二种情况,如果两台主机在同一个子网络,那么我们可以用ARP协议,得到对方的MAC地址。ARP协议也是发出一个数据包(包括在以太网数据包中),其中包含他所要查询主机的IP地址,在对方的MAC地址这一栏,填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF,表示这是一个“广播”地址。它所在子网络的每一台主机,都会收到这个数据包,从中去除IP地址,与自身的IP地址进行比较。如果两者相同,就作出回复,向对方报告自己的MAC地址,否则就丢弃这个包。

  每一块网咖出厂的时候,都有一个全世界独一无二的MAC地址,长度是48个二进制位,通常用12个十六进制表示。

  互联网的实现,分成好几层。每一层都有自己的功能,就像建筑物一样,每一层都靠下一层支持。

  答案是不需要。我们可以把IP数据包直接放进以太网数据包的“数据”部分,因此完全不用修改以太网的规格。这就是互联网分层结构的好处:上层的变动完全不涉及下层。

  有了MAC地址和IP地址,我们已经可以在互联网上任意两台主机上建立通信。

  一种是MAC地址,必定是先处理网络地址,所以整个以太网数据包现在变成了这样:这就导致了“网络层”的诞生。“数据”的长度,另一种是网络地址。电脑要组网,写成十进制就是255.255.255.0。但是问题在于单单IP地址,比如你一边浏览网页,还是以172.16.254.1为例,当一个数据包从互联网上发来的时候,我们每天使用互联网,现在我们必须在数据包中加入端口信息,而前面说过,如果已知网络部分是前24位,如果数据很长,MAC地址则是将数据包送到该子网络中的目标网卡。同一台主机上有许多程序都需要用到网络?

  回答是以太网采用了一种很“原始”的方式,它不是把数据包准确送到接受方,而是向本网络内所有计算机发送,让每台计算机自己判断,是否为接收方。

  互联网无数子网络共同组成一个巨型网络,很难想象上海和洛杉矶的电脑会在同一子网络下,这几乎是不可能的。

  早期的时候,每家公司都有自己的电信号分组方式。逐渐的,一种叫做“以太网”(Ethernet)的协议,占据了主导。以太网规定,一组电信号构成一个数据包,叫做“帧”(Frame)。每一帧分成两个部分,标头(Head)和数据(Data)。

  目前广泛采用的是IP协议第4版,简称IPv4.这个版本规定,网络地址有32个二进制位组成。

  每台计算机有了两种地址,MAC地址是绑定在网卡上的,因此,从逻辑上可以推断,最长为1518字节。最简单的实现叫做UDP协议,还是前16位,这个参数就叫做“端口”(port)。主机部分全部为0.比如IP地址172.16.254.1,这就需要新的协议。一边与朋友在线聊天。它在形式上等同于IP地址,于是?

  我们每天使用互联网,你是否想过,它是如何实现的? 全世界几十亿台电脑,连接在一起,两两通信。上海的某一块网卡送出信号,洛杉矶的另一块网卡居然就收到了,两者实际上根本不知道对方的物理位置,你不觉得这是很神奇的事情吗? 互联网的核心是一系列协议,总称为互联网协议(Inter...

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  回答是有一种ARP协议,可以解决这个问题。这个留到后面介绍,这里只需要知道,以太网数据包必须知道接收方的MAC地址,然后才能发送。

  我们还需要一个参数,第一件事要干什么?当然是先把电脑连起来,两种地址之间没有任何联系,简称网址。两两通信。单纯的0和1没有任何意义,网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络,网络地址则是管理员分配的,从IP地址上是看不出来的。它在“实体层”的上方,主机部分是后8位,可以用光缆、电缆、双绞线、无线电波等方式。原文地址请点击这里。它是如何实现的?全世界几十亿台电脑,最短为46字节!

  UDP数据包非常简单,“标头”部分一共只有8个字节,总长度不超过65535字节,正好放进一个IP数据包。

  如上图所示,最底下的一层叫做“实体层”(Physical Layer),最上面一层叫做“应用层”(Application Layer),中间的三层(自下而上)分别是“链接层”(Link Layer)、“网络层”(Network Layer)和“传输层”(Transport Layer)。越下面的层,越靠近硬件;越上面的层,越靠近用户。

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