網路基礎梗概

2021-09-09 05:30:02 字數 2486 閱讀 8125

這篇文章目的在於幫你建立起乙個網路基礎的框架,讓你在黑暗中找到前進的方向。

上圖就是網路的基本結構,我們主要以tcp/ip四層模型進行分析。

人們一般要解決乙個比較複雜的問題時,總會想辦法將這個問題分解成乙個個的子問題,進行模組化處理,從而大大簡化問題的處理方法。就像你用c語言寫乙個三子棋的小遊戲時,你並不會將這個問題看成乙個整體。而是對問題進行模組化的思考和處理。比如顯示棋盤的模組、判斷輸贏的模組、雙方落子的模組等等,而這些模組的實現就是乙個個函式,最後你在將這些函式組合成遊戲的邏輯,最終就完成了這個小遊戲。物件導向的特性中的封裝也是這個道理。

網路的分層也是為了簡化,網路的模組化方式就是分層,每個分層都有著自己特定的功能,互不干涉但又相互包含,下層是上層的基礎。

接下來我們將談談tcp/ip四層模型中各個分層的功能和作用。

負責裝置之間的資料幀的傳送和識別. 例如網絡卡裝置的驅動、幀同步(就是說從線上檢測到什麼訊號算作新幀的開始)、衝突檢測(如果檢測到衝突就自動重發)、資料差錯校驗等工作.有乙太網、令牌環網, 無線lan等標準. 交換機(switch)工作在資料鏈路層

負責位址管理和路由選擇. 例如在ip協議中, 通過ip位址來標識⼀臺主機, 並通過路由表的方式規劃出兩台主機之間的資料傳輸的線路(路由). 路由器(router)工作在網路層.

網際網路協議位址(internet protocol address),縮寫為ip位址。就像每個人都得有戶籍一樣,每個主機都需要乙個ip位址才能上網。

ip位址分為兩個部分, 網路號和主機號

在網路中增加一台主機,我們就需要為這台主機分配乙個ip位址。ip中網路號和子網網路號一致,但主機號和子網內已使用的主機號不能重複,這樣就生成了乙個唯一的ip位址。

但是這個ip手動分配起來十分麻煩,所以出現了dhcp

劃分網段是如何進行的?

為了更好的理解這個問題,我們討論乙個例子。

將192.168.1.0到192.168.1.255劃分成四個網段,在這個網段內一共有256個可用ip,所以每個網段有64個ip,所以每個網段的ip範圍我們就可以確定出來分別是:

網段1:192.168.1.0到192.168.1.63

網段2:192.168.1.64到192.168.1.127

網段3:192.168.1.128到192.168.1.191

網段4:192.168.1.192到192.168.1.255

將網段1的起始ip和終止ip分別寫成32位的二進位制形式,從左到右,有連續的26位都是相同的。

所以描述網段1時這樣寫更為簡便:192.168.1.0/26  同時該網段的掩碼就是由高位開始的26個1和低位的6個0組成。寫成點分十進位制就是

255.255.255.192

將ip位址中的主機位址全部設為0, 就成為了網路號, 代表這個區域網;

將ip位址中的主機位址全部設為1, 就成為了廣播位址, 用於給同乙個鏈路中相互連線的所有主機發 送資料報;

127.*的ip位址用於本機環迴(loop back)測試,通常是127.0.0.1 。

cidr在一定程度上緩解了ip位址不夠用的問題(提高了利用率, 減少了浪費, 但是ip位址的絕對上限並沒有增加), 仍然不是很夠用. 這時候有三種方式來解決: 

nat技術:子網內的主機需要和外網進行通訊時, 路由器將ip首部中的ip位址進行替換(替換成wan口ip), 這樣逐級替換, 最終資料報中的ip位址成為乙個公網ip. 這種技術稱為nat(network address translation,網路位址轉換). 

ipv6: ipv6並不是ipv4的簡單公升級版. 這是互不相干的兩個協議, 彼此並不相容; ipv6用16位元組128位來表示乙個ip位址; 但是目前ipv6還沒有普及。

10.*,前8位是網路號,共16,777,216個位址

172.16.*.* 到 172.31.*.*,前12位是網路號,共1,048,576個位址

192.168.*.*,前16位是網路號,共65,536個位址 包含在這個範圍中的, 都稱為私有ip, 其餘的則稱為全域性ip(或公網ip);

乙個路由器可以配置兩個ip位址, 乙個是wan口ip, 乙個是lan口ip(子網ip). 路由器lan口連線的主機, 都從屬於當前這個路由器的子網中. 不同的路由器, 子網ip其實都是一樣的(通常都是192.168.1.1). 子網內的主機ip位址不能重複. 但是私有ip位址和公網ip位址 

子網之間的ip位址就可以重複了.

每乙個家用路由器, 其實⼜又作為運營商路由器的子網中的乙個節點. 這樣的運營商路由器可能會有很多級, 最外層的運營商路由器, wan口ip就是乙個公網ip了.

子網內的主機需要和外網進行通訊時, 路由器將ip首部中的ip位址進行替換(替換成wan口ip), 這樣逐級替換, 最終資料報中的ip位址成為乙個公網ip. 也就是nat.

在錯綜複雜的網路結構種找到一條通往目標位址的路線。

先寫到這...

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