网络编程-TCP/IP协议栈-IP协议
協(xié)議
- 協(xié)議就是約定的一種規(guī)則，例如撲克游戲中約定好的各種規(guī)則，2<3<4<5<…等，以此作為游戲規(guī)則。當(dāng)所有人都遵循這個規(guī)則，那么久可以不需要任何多余的交流就可以進行游戲，這個方式形成的約定就是一種協(xié)議。
TCP/IP協(xié)議簇
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互聯(lián)網(wǎng)早期無法進行大規(guī)模的通信使用，因為大家雖然都懂計算機的鏈接原理，但是每個人的鏈接方式都不同，所以造成這種情況。當(dāng)時就衍生出了很多為了解決當(dāng)前問題的協(xié)議，比如TCP協(xié)議約定大家使用TCP鏈接時候傳輸?shù)囊环N協(xié)議，HTTP協(xié)議則約定了文本傳輸?shù)囊环N協(xié)議。
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TCP/IP協(xié)議并不是指某一個具體的協(xié)議，它是指一系列的協(xié)議棧，因此也叫TCP/IP協(xié)議棧或者TCP/IP協(xié)議簇
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在TCP/IP協(xié)議簇中，定義了包含對應(yīng)OSI模型的每一層，上一篇中有過一個簡單模型的說明。以下對OSI模型層做了細化說明處理，如下圖：
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如上圖中OSI模型的七層協(xié)議，在TCP/IP中使用四層代替。
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在TCP/IP協(xié)議簇中每一層都有對應(yīng)的協(xié)議，最終組成協(xié)議簇，上一篇也有解釋，但是是一個簡單版本的，一下圖列出了TCP/IP四層中的每個協(xié)議所在位置：
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如上圖所示，我們常看到的TCP，UDP在協(xié)議棧的傳輸層，而IP協(xié)議則在協(xié)議棧的網(wǎng)際層，還有出現(xiàn)次數(shù)特別多的HTTP協(xié)議是在協(xié)議棧的應(yīng)用層。
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TCP/IP協(xié)議棧被分作多個層級，目的是為了整理硬件之間通信時的一個通用的模型，每一個層級都按照指定的協(xié)議與上下層進行信息交換，上一篇中也有一個簡單的說明，我們用如下圖來表示
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通過上圖歸納來一下上一篇中介紹的幾個層級，也就是TCP/IP協(xié)議的總體概念，但是氣內(nèi)部還有很多的協(xié)議，我們介紹幾個比較常見的
- IP協(xié)議
- TCP協(xié)議
- UDP協(xié)議
- HTTP協(xié)議
IP協(xié)議
- IP協(xié)議處于TCP/IP協(xié)議簇的網(wǎng)際層。它提供不可靠的，無連接的服務(wù)，而且必須依賴其他層協(xié)議進行差錯控制。在局域網(wǎng)環(huán)境，IP協(xié)議往往被封裝在以太網(wǎng)幀中傳送。而所有的TCP，UDP，ICMP，IGMP數(shù)據(jù)都被封裝在IP數(shù)據(jù)報中傳送。在IP協(xié)議中，有兩個重要的內(nèi)容，一個是IP地址概念，一個是IP協(xié)議報頭
IP地址
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對應(yīng)IP地址我們?nèi)粘Ｖ薪佑|到很多，他給每個接入互聯(lián)網(wǎng)的計算器一個地址，從而使得其他計算機能夠訪問到他。與此同時，當(dāng)計算機有了地址之后，才能遵循IP協(xié)議，和其他計算機進行數(shù)據(jù)的傳遞。
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IP現(xiàn)有目前有兩種IPV4，IPV6，IPV4占用32bit，而IPV6則是32字節(jié)，128bit，IPV6可用的數(shù)量是比較大的，用來解決IPV4 不夠用的情況。以IPV4 為案例
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IPV4的32bit地址中分為兩個部分：網(wǎng)絡(luò)號和主機號。同時根據(jù)不同開頭可以分為五類A，B，C，D，E
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網(wǎng)絡(luò)號用于區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)點，比如我們公司就是一個網(wǎng)絡(luò)的集群，我們可以通過他的網(wǎng)絡(luò)號碼確認該公司的網(wǎng)關(guān)，在通過主機號碼確認每一臺計算機。
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例如一個C類IP地址類型，包含21為網(wǎng)絡(luò)號碼，實際就能區(qū)分2^21 個網(wǎng)絡(luò)號碼，而每一位網(wǎng)絡(luò)號可以區(qū)分2 ^ 8 - 2 = 254個主機（起始網(wǎng)絡(luò)地址和最后一個為廣播地址都不可用于主機）每個網(wǎng)絡(luò)好修改一位，即使后面八位一樣 那也是表示在不同網(wǎng)絡(luò)號碼下的不同主機，只不過這些主機的編碼正好相同罷了，還是在不同的IP地址下。如果一個網(wǎng)吧采用這種方式，那么他最多能安裝254臺機器，如果想要更多的主機號，應(yīng)該延長主機號的位數(shù)，但是相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)號的也會減少，因為總長度是不變的
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我們通過子網(wǎng)掩碼能夠改變網(wǎng)絡(luò)號的主機號尾數(shù)。通常的掩碼類似：
二進制表示：
11111111.11111111.11111111.00000000- 如果一個IPV4地址：192.168.1.1，那么IP地址和掩碼經(jīng)過與（&）運算后的結(jié)果為：192.168.1.0（192.168.001.000），這個就是我們常說的網(wǎng)關(guān)。
- 從192.168.1.1～ 192.168.1.254 都可以作為主機號碼，也即是這個網(wǎng)關(guān)下，可以容納254臺機器，如果將掩碼改為：
- 那么與ip192.168.1.1 進行與（&）運算的結(jié)果： 192.168.0.0，這個時候使用的主機號碼變成來192.168.0.0～192.168.1.254 ，即可以容納510 臺機器。
IP尋址
- 當(dāng)一個IP包從一臺計算器被發(fā)送，他會到達一個IP路由器。
- IP路由器負責(zé)將這個包路由到他的目的地，直接或者通過其他路由器中專。
- 在一個相同的通信中，一個包進經(jīng)過的路徑可能會和其他包不一樣。而路由器負責(zé)根據(jù)通信量，網(wǎng)絡(luò)中的錯誤，或者其他參數(shù)來進行正確尋址
IP協(xié)議的報頭
- 上面的數(shù)據(jù)分層中，我們看到IP協(xié)議的構(gòu)成實際上是IP報頭 + TCP協(xié)議內(nèi)容，
- 因此決定一個IP協(xié)議屬性的關(guān)鍵是IP報頭的內(nèi)容。
- 下面我們來看IP協(xié)議的組成，IPV4 中普通的IP首部長20字節(jié)，其中32位的源IP地址和32位目的IP地址
- TTL生存時間，代表數(shù)據(jù)包可以進過最多路由次數(shù)，比如TTl是10 ，意思是經(jīng)過10此路由轉(zhuǎn)發(fā)還沒到到達，則報文丟棄。
- 8位上層協(xié)議指的是傳輸層承載的協(xié)議
- 16數(shù)據(jù)報長度：指IP數(shù)據(jù)包的最大長度，16bit那么最長可以65535字節(jié)。但是通過鏈路的MTU不會有這么大，因此，如果數(shù)據(jù)包長度超過MTU，數(shù)據(jù)包會被分片。如果發(fā)生來分片，則需要用到16位表示以及13位分段偏移來找到分片的報文
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的网络编程-TCP/IP协议栈-IP协议的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
