为什么买的网站模版不好用,江川区住房和城乡建设局网站,免费ftp服务器申请网站,手机装修设计图制作软件前言#xff1a;本节内容为网络层。 主要讲解IP协议报文字段以及分离有效载荷。 另外#xff0c; 本节也会带领友友认识一下IP地址的划分。 那么现在废话不多说#xff0c; 开始我们的学习吧#xff01;#xff01; ps#xff1a;本节正式进入网络层喽#xff0c; 友友们… 前言本节内容为网络层。 主要讲解IP协议报文字段以及分离有效载荷。 另外 本节也会带领友友认识一下IP地址的划分。 那么现在废话不多说 开始我们的学习吧 ps本节正式进入网络层喽 友友们传输层理解了吗 目录
认识IP协议
IP协议的报头
报头和有效载荷如何分离
四位版本
八位服务类型
十六位总长度
32位源IP和32位目的IP
网段划分
网络号主机号
子网掩码
特殊的IP地址
分析IP地址不足问题
私有IP和公有IP ifconfig查看IP地址 认识IP协议 之前已经能做到将数据从上层拷贝到tcp缓冲区当中这个是应用层要做的事情。然后我们也能在传输层进行传输控制比如提供可靠性策。但是真正进行传输真正进行办事的其实是网络层也就是IP协议。所以IP协议的本职工作:提供一种能力将数据跨网络从A主机送到B主机。 同时用户也需要这种能力:将数据可靠的跨网络从A主机送到B主机。 看下面一张图利用学生学习的例子来理解一下IP的工作 我们的信息从一台主机发送到另一台主机要经过很多路由器所以就要对这些主机进行标识。对源IP地址和目的IP来标识源主机和目的主机。 IP地址就类似于唐僧西天取经有目标城市有目标地址还有目标人物。 实际上任何一个主机都是在一个子网当中的假如下面的圆圈就是子网下面的放框框就是一个一个的路由器。菱形就是子网中一个一个的主机。假如说有一个主机A想要将数据发送到B主机。 既然要发送那么就一定要跨越很多的路由器子网。这就是路由器转发。转发的过程中一定是先到达目标网络(IP地址的构成 目标网络 目标主机即目标主机所在的局域网。然后再交给目标主机。 其实这个IP地址就类似于学号。我们的学号是不是被精心涉及过的是不是有类似于学员编号 专业编号 班级编号 学生序号这个学号我们可以简化一下:学号 学院 序号 如下图是学院编号 然后每个学院都有自己的编号比如001 002等。 所以组合起来就比如计算机学院的001号学生。所以学号就是111001。 假如我是计算机的假如我今天找到了一个钱包 这个钱包不知道是谁的只有一个学号比如说115008。那么我们就去食堂一个一个的问看看是谁的。这个问的过程就是查找。 而查找的本质是排除。这个一个一个问本质是线性遍历效率太低。 所以我就想到了学生会主席学生会主席就是管理这个的所以我今天就将这个钱包拍了照片让学生会主席去办事。所以学生会主席就将钱包拿到一看是115开头。说明是电气的所以学生会主席就将钱包拿到了电器那边。让电气的学生会主席将钱包给他们学院的学生。 这个故事里面钱包就是数据。 我就是主机A那个丢钱包的就是主机B。 然后学生会主席就是路由器。主机A将钱包发给计算机的路由器计算机的路由器将钱包发给电气的路由器。 电气的路由器再把钱包发给主机B。 为什么这个过程找到目标主机变快了呢。一这是因为主机A把数据给计算机路由器是把计算机学院里面的所有主机全部淘汰了一下子就淘汰了一群人。然后计算机路由器是把所有的路由器中的其他路由器淘汰了。直接找到电气路由器。电气路由器又是把电气学院的所有主机都淘汰了一下子找到了主机B。查找的本质是排除所以这个方法是淘汰的速度变快了。 所以IP 目标网络 目标主机。 本质上是为了让定位更加快速。 IP协议的报头
报头和有效载荷如何分离 IP协议报头和有效载荷分离的方法就是固定长度自描述字段 这个固定长度就是四位首部长度。 假设四位首部长度的大小是x那么x*4 真实报头。所以如果标准报头是20个字节那么这个四位首部长度最少就是5。最多是二进制全1即15。上面的自描述字段其实就是十六位总长度字段(后面讲解)。 到时候就是IP协议的报头除去选项的长度固定20字节。 只拿四位首部长度的部分和十六位总长度的部分。就能将报头和有效载荷进行分离。
四位版本 对于IPv4来说就是4位版本。 随着入网设备的增多IPv4已经不足了。所以解决方案就有:NAT技术、IPv6。但是从根本上解决问题还是lpv6。只不过IPv6和IPv4是完全不兼容的。所以上面这是IPv4的报文。IPv6是128个比特位。
八位服务类型 3位优先级四位TOS字段。和1位保留字段。四位TOS字段就表示最小延时、最大吞吐量、最高可靠性、最小成本。
十六位总长度 报文的总长度。这个十六位总长度 4位首部长度就叫做自描述字段。UDP和TCP最终都要把数据交给IP层。无论是字节流还是数据报所有的报文在IP层其实都是一个一个的数据报。所以所谓的面向字节流的概念只是TCP层以上的概念不是IP层的概念。
32位源IP和32位目的IP 我们以前连接服务器我们要使用IP地址和port。 本质上其实就是socket套接字要用到port和IP地址。为什么 为什么需要这两个数字因为这两个数字就能定位我们的目标主机。其中TCP报头里面填充的是portIP报头里面填充的是IP地址。——这就是为什么要将点分十进制ip转化为四字节。因为IP报头的源IP和目的IP是四个字节。所以当一个IP报文扔到网络里面的时候真正要支持路由的其实是根据我们的32位目的IP地址来进行路径选择的。 在我们真正的通信过程之中中间的路由器是没有TCP层的只有双方主机是有TCP层的。(可以有但是不需要因为路由器只工作在网络层。) 网段划分 网段划分我们要分成两个部分进行理解。 这里先认识一下网段划分。
网络号主机号 其实IP地址分为两部分网络号和主机号。 网络号:保证相互连接的两个网段具有不同的标识; 主机号:同一个网段内主机之间具有相同的网络号但是必须有不同的主机号 。 这两个号是什么意思就类似于学号 学院号 学生序号。网络号就是当前的局域网的编号主机号就是代表这台主机在局域网当中的序号。 所以IP地址由两部分组成以后拿到IP地址就将IP作为两部分来看待网络号 主机号。这里我们就要认识下面这几点: 1、路由器本质也是特定一个子网的主机也要配置IP地址。 2、路由器一定至少要连接2个子网所以路由器也就相当于同时在两个子网。路由器那么就可以配置多个IP并且一定会有多个IP。至少两个。——这里我们认为路由器有多张网卡就可以了。 3、路由器一般是一个子网中的第一台设备一般他的IP地址都是网络号 1。 (大部分都是但是有特殊情况) 4、路由器的功能是IP报文的转发但是并不仅仅如此。一个路由器还有很多功能其中一个就是构建子网(局域网)。 其实不同的子网就是把网络号相同的主机放到一起。 如果子网中新增一台主机则这台主机的网络号和这个子网的网络号一致但是主机号必须不能和子网中的其他主机重复。
子网掩码 IPv4是32位其实就是2^32 42亿。 ——》所以IP地址就是一种有限的资源。 因为是有限的资源那么IP地址就要很好的管理起来。所以IP地址就被分为了网络地址和主机地址。 其实以前有一种分类方法是五类划分法。就是有ABCDE类。 但是这种划分方式的缺点很快就显现出来了。大部分组织都申请B类网络地址导致B类地址很快就分配完了。 并且其中这16位主机号根本就用不完所以就造成了大量的浪费。 针对这种浪费的情况就提出了一种新的方案:子网掩码。叫做CIDR。 子网掩码也是一个32位正整数通常用一串“0来结尾。左侧以1开始。将IP地址和子网掩码进行“按位与“操作得到的结果就是网络号。网络号和主机好的划分与这个IP地址是A类、B类还是C类无关。 怎么用呢就比如此时IP地址是140.252.20.68子网掩码是255.255.255.0。 那么得到的网络号就是两个进行按位与。 得到140.252.20.0所以子网的范围就能知道了是140.252.20.0~140.252.20.255。 其中有两个IP地址不用.0和.255。意思就是开区间。 140.252.20.0我们叫做网络号140.252.20.255我们称为广播。 如果子网掩码是255.255.255240那么得到的网络号就是140.252.20.64。这个就是网络号即140.252.20(十进制).0100 0000(二进制)。那么IP地址的范围就是140.252.20.11110000~140.25220.0100 1111。所以子网掩码可以对IP32位进行任意的划分。
特殊的IP地址 主机号全零是局域网全1是广播。 127.0.0.1为本地环回。 分析IP地址不足问题 CIDR一定程度上缓解了IP地址的不足。 但是并没有增加IP地址的上限。上面谈到的策略是分类子网掩码。 所以就有了两种解决IP地址不足的方法: 动态IP地址分配就是我们的电脑不想上网的时候电脑是没有IP地址的。 当想要入网的时候就要先连接家里的路由器然后路由器就动态分配了一个IP地址(这个是NAT技术 后面讲解。 IPv6真正的提高了上限。但是与IPv4严重不兼容。其实IPv6现在已经做的很好了但是现在世界上为什么还是很少使用IPV6呢因为TCP、IP协议栈是在操作系统内部的意味着如果要将IPV4改编成IPV6那么就要把世界上所有的终端设备全部切换成IPv6。给全世界上所有的操作系统换成IPV6这个是不现实的。但是如果使用IPV6的用户多于使用IPv4的用户时那么就能改变lpv6的使用格局。我国是IPV6使用的最好的当年零八年奥运会长内网就是使用的IPV6要知道我国的物联网也是非常发达的一个地区的网络发达程度取决于什么?取决于用户用户说到底就是入网设备。以后智能设备一旦发展起来那么入网设备将会大幅度增加。谁掌握的入网设备范围广多谁在网络领域就有话语权。所以我国一旦将物联网的设备发展起来什么只能电气智能家居啥啥那么哪个国家的入网备能比过中国没有而且我们平时是不是看到时那些大型的互联网公司有些网站下面是不是都写着一个某某某支持IPV6技术其实就是我国规定的要让我们国家的所有入网设备全部支持IPV6技术到时候物联网起来就能快速更换成IPV6。就迅速拥有了天数的网民。 私有IP和公有IP 如果一个组织内部组件局域网只用于局域网内的通信而不是直接连接到Internet上面使用任意的IP地址都可以但是RFC 1918规定了用于组建局域网的私有IP地址。 前八位是10的全部都只能用来组建私网。172.16 到172.31全部都只能用来组建私网。192.168开头全部都只能用来组建私网。 其余的用来构建公网。 ifconfig查看IP地址 ——————以上就是本节全部内容哦 如果对友友们有帮助的话可以关注博主 方便学习更多知识哦
