图解 TCP/IP
coderljw 2024-10-13 大约 8 分钟
# 1. 计算机与网络发展的 7 个阶段
# 2. 协议
随处可见的协议。
分组交换协议。
一个较大的数据被分为多个分组时，为了标明是原始数据中的哪一部分，就有必要将分组的序号写入包中。接收端会根据这个序号，再将每个分组按照序号重新装配为原始数据。
# 3. 协议分层与 OSI 参考模型
# 4. OSI 参考模型通信处理举例
# 5. 传输方式的分类
- 面向有连接型与面向无连接型。
- 电路交换与分组交换。
- 根据接收端数量分类。
# 6. 网络的构成要素
- 通信媒介与数据链路。
- 网卡：任何一台计算机连接网络时，必须要使用网卡（全称为网络接口卡)。网络接口卡（NIC）有时也被叫做网络适配器、网卡、LAN 卡。
- 中继器：中继器（Repeater）是在 OSI 模型的第 1 层 —— 物理层面上延长网络的设备。由电缆传过来的电信号或光信号经由中继器的波形调整和放大再传给另一个电缆。
- 网桥（2 层交换机）：网桥是在 OSI 模型的第 2 层 —— 数据链路层面上连接两个网络的设备。它能够识别数据链路层中的数据帧，并将这些数据帧临时存储于内存，再重新生成信号作为一个全新的帧转发给相连的另一个网段。由于能够存储这些数据帧，网桥能够连接 10BASE-T 与 100BASE-TX 等传输速率完全不同的数据链路，并且不限制连接网段的个数。
- 路由器（3 层交换机）：路由器是在 OSI 模型的第 3 层 —— 网络层面上连接两个网络、并对分组报文进行转发的设备。网桥是根据物理地址（MAC 地址）进行处理，而路由器（3 层交换机）则是根据 IP 地址进行处理的。由此，TCP/IP 中网络层的地址就成为了 IP 地址。
- 4~7 层交换机：4~7 层交换机负责处理 OSI 模型中从传输层至应用层的数据。如果用 TCP/IP 分层模型来表述，4~7 层交换机就是以 TCP 等协议的传输层及其上面的应用层为基础，分析收发数据，并对其进行特定的处理。
- 网关：网关是 OSI 参考模型中负责将从传输层到应用层的数据进行转换和转发的设备。它与 4~7 层交换机一样都是处理传输层及以上的数据，但是网关不仅转发数据还负责对数据进行转换，它通常会使用一个表示层或应用层网关，在两个不能进行直接通信的协议之间进行翻译，最终实现两者之间的通信。
# 7. TCP/IP 出现的背景及其历史
# 8. TCP/IP 的标准化
# 9. TCP/IP 协议分层模型
# 10. TCP/IP 分层模型与通信示例
- 经过数据链路的包。
- 数据包接受处理。
# 11. 数据链路相关技术
- MAC 地址。
非共享介质网络。
- 半双工：只发送或只接收的通信方式。它类似于无线电收发器，若两端同时说话，是听不见对方说的话的。
- 全双工：允许在同一时间既可以发送数据也可以接收数据。类似于电话，接打双方可以同时说话。
- 半双工：只发送或只接收的通信方式。它类似于无线电收发器，若两端同时说话，是听不见对方说的话的。
# 12. 以太网
- 以太网的分类。
以太网帧格式。
紧随帧头后面的是数据。一个数据帧所能容纳的最大数据范围是 46~1500 个字节。帧尾是一个叫做 FCS (Frame Check Sequence，帧检验序列)的 4 个字节。FCS 具有较强的检错能力，能够检测出大量的突发错误。
# 13. 无线通信
# 14. PPP
- 哈哈！小时候的拨号上网！ - PPPoE
# 15. IP 即网际协议
# 16. IP 基础知识
为什么 IP 要采用面向无连接呢?
主要有两点原因：一是为了简化，二是为了提速。面向连接比起面向无连接处理相对复杂。甚至管理每个连接本身就是一个相当繁琐的事情。此外，每次通信之前都要事先建立连接，又会降低处理速度。需要有连接时，可以委托上一层提供此项服务。因此，IP 为了实现简单化与高速化采用面向无连接的方式。
# 17. IP 地址的基础知识
IP 地址由 “网络标识（网络地址）” 和 “主机标识（主机地址）” 两部分组成。主机标识不允许在同一网段内重复出现。
192.168.128.10/24 中的 “/24” 表示从第 1 位开始到多少位属于网络标识。在这个例子中，192.168.128 之前的都是该 IP 的网络地址。
IP 地址的分类。
- A 类地址：A 类 IP 地址是首位以 “0” 开头的地址。从第 1 位到第 8 位是它的网络标识。用十进制表示的话，0.0.0.0~127.0.0.0 是 A 类的网络地址。A 类地址的后 24 位相当于主机标识。因此，一个网段内可容纳的主机地址上限为 16,777,214 个。
- B 类地址：B 类 IP 地址是前两位为 “10” 的地址。从第 1 位到第 16 位是它的网络标识。用十进制表示的话，128.0.0.1~191.255.0.0 是 B 类的网络地址。B 类地址的后 16 位相当于主机标识。因此，一个网段内可容纳的主机地址上限为 65,534 个。
- C 类地址：C 类 IP 地址是前三位为 “110” 的地址。从第 1 位到第 24 位是它的网络标识。用十进制表示的话，192.168.0.0~239.255.255.0 是 C 类的网络地址。C 类地址的后 8 位相当于主机标识。因此，一个网段内可容纳的主机地址上限为 254 个。
- D 类地址：D 类 IP 地址是前四位为 “1110” 的地址。从第 1 位到第 32 位是它的网络标识。用十进制表示的话，224.0.0.0~239.255.255.255 是 D 类的网络地址。D 类地址没有主机标识，常被用于多播。
在分配 IP 地址时关于主机标识有一点需要注意。即要用比特位表示主机地址时，不可以全部为 0 或全部为 1。因为全部为 0 在表示对应的网络地址或 IP 地址不可获知的情况下才使用。而全部为 1 的主机地址通常作为广播地址。 因此，在分配过程中，应该去掉这两种情况。这也是为什么 C 类地址每个网段最多只能有 254 个主机地址的原因。
