互联网协议简介.doc

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1、互联网协议概述一、概述1.1五层模型互联网的实现，分成好几层。每…层都有h己的功能，就像建筑物一样，每一层都靠下-•层支持。用户接触到的，只是最上面的-•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。我觉得，把互联网分成五层，比较容易解释。应用层(ApplicationLayer)网络层(NetworkLayer)传输层(TransportLayer)链接层(LinkLayer)实体层(PhysicalLayer)如JL图所示，最底下的-•

2、层叫做”实体层”(PhysicalLayer),最丄面的…层叫做”应用层”(ApplicationLayer),中间的三层(自下而上)分别是”链接层”(LinkLayer)、"网络层"(NetworkLayer)和”传输层"(TransportLayer)。越下而的层，越靠近硬件；越上而的层，越靠近用户。它们叫什么名字，其实并不重要。只需婆知道，互联网分成若干层就可以了。1.2层与协议每-•层都是为了完成…种功能。为了实现这吐功能，就需要大家都遵守共同的规则。大家都遵守的规则，就叫做”协议”(protocol)o互联网的每-•层

3、，都定义了很多协议。这些协议的总称，就叫做”互联网协议”(InternetProtocolSuite)。它们是互联网的核b,卜•而介绍每…层的功能，主要就是介绍每一层的主要协议。二、实体层我们从最底下的一层开始。屯脑要组网，第…件事要干什么？半然是先把电脑连起来，可以用光缆、屯缆、双绞线、无线电波筹方式。这就叫做”实体层J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I的电信号。三、链接层3.1定义单纯的0和1没有任何意义，必须规定解读方式：多少个电信号算…组？每个信号位有何意义？这就是“链接

4、层”的功能，它在”实体层”的上方，确定了0和1的分组方式。3.2以太网协议早期的时候，每家公司都有自己的电信号分组方式。逐渐地，-•种叫做”以太网“(Ethernet)的协议，占据了主导地位。以太网规定，一组电信号构成-•个数据包，叫做”帧”(Frame)。每一帧分成两个部分：标头(He“d)和数据(Data)。HeadData”标头”包含数据包的…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。”标头”的长度，固定为18字节。”数据”的长度，最短为46字节，最长为1500字节。因此，整个”帧”最短为6

5、4字节，最长为1518字节。如果数据很长，就必须分割成多个帧进行发送。3.3MAC地址上面提到，以太网数据包的”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？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，传送到穷…块网卡。网卡的地址，就是数据包的发送地址和接收地址,这叫做MAC地址。每块网卡出厂的吋候，都有-•个全世界独…无二的MAC地址，长度是48个二进制位，通常用12个十六进制数表示。前6个十六进制数是厂商编号，后6个是该厂商的网卡流水号。有了MAC地址,就可以定位网

6、卡和数据包的路径了。•■/V円定义地址只是第i步，后面还有更多的步骤。首先，一块网卡怎么会知道另一块网卡的MAC地址？回答是有…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。其次，就算有了MAC地址，系统怎样才能把数据色准确送到接收方？回答是以太网采用了…种很”原始”的方式，它不是把数据•包准确送到接收方，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。③④⑤①②上图屮，1号计算机向2号计算机发送•个数据包，同•个子网络的3号、4号、5号

7、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”(broadcasting)。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传送数据了。四、网络层4.1网络层的由来以太网协议，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。但是，这样做有…个重大的缺点。以太网采用广播方式发送数据包，所有成员人手包”

8、，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-个了网络，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收到所有包，那会引起灾难。互联网是无数子网络共同组成的-•个巨型网络，很像想象上海和洛杉矶的电脑会在同…个子网络