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TCPIP参考模型以及IP地址划分原理 [复制链接]

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TCP/IP模型中,每一层都有自己的通信方式,数据链路层依靠MAC地址通信,而网络层则依靠IP地址。在了解TCP/IP协议模型以及各层的功能之后,这篇文章重点针对网络层介绍IP地址结构、IP地址分类、组网的划分,以及网络层设备如何进行数据包的转发,即数据在网络中如何被路由的。

介绍TCP/IP协议栈第三层——网络层。网络层的主要功能是通过IP协议实现的。包括IP编址和IP路由。

这种沿协议栈向下传递数据,并添加报头和报尾的过程被称为封装。数据被封装并通过网络传输后,接收设备将删除添加的信息,并根据报头中的信息决定如何将数据沿协议栈向上传递给合适的应用程序。

TCP/IP模型中层与层之间彼此交换信息,确保网络设备之间能够通信。这些层之间使用协议数据单元(PDU)来彼此通信。不同层的PDU中包含的信息也不同,根据其包含的信息,PDU被赋予不同的名称。如传输层在上层数据中加入TCP报头后得到的PDU被称为数据段(segment)。数据段被传递给网络层,网络层添加IP报头,得到的PDU被称为分组。分组被封装到第二层报头中,得到的PDU被称为帧。最后,帧被转换为比特,通过网络介质进行传输。

数据封装是一个重要的概念,不同设备的对等层依靠封装来交换重要参数,如地址和控制信息。本课程着重介绍网络层地址和协议信息。

网络层接收来自传输层的数据,将源地址和目的地址加到这些数据中。

前面已经学习到,数据链路层有物理地址——MAC地址。MAC地址是全球唯一的。当有数据发送时,源网络设备查询对端设备的MAC地址,然后将数据发送过去。MAC地址通常存在于一个平面地址空间,没有清晰的地址层次,只适合于本网段主机的通信,另外,MAC地址固化在硬件中,灵

活性较差。对于不同网络之间的互连通信,通常使用基于软件实现的网络层地址----IP地址来通信,提供更大的灵活性。IP地址,又称逻辑地址,IP地址在一个网络中是独一无二的。每一台网络设备用IP地址作为唯一的标识。

IP地址由32个二进制位组成,这些二进制数字被分为四个八位数组(octets),又称为四个字节。IP地址可以这样表示:

点分十进制形式:10...

二进制形式:.01..01

十六进制形式:0a.7e.80.7f

通常IP地址用点分十进制形式表示,很少表示成十六进制形式。IP地址的结构化分层方案将IP地址分为网络部分和主机部分。IP地址的分层方案类似于常用的电话号码。电话号码也是全球唯一的。例如对于电话号码-,前面的字段代表的区号,后面的字段代表地区的一部电话。IP地址也是一样,前面的网络部分代表一个网段,后面的主机部分代表这个网段的一台设备。

IP地址采用分层设计,这样,每一台第三层网络设备就不必储存每一台主机的IP地址,而是储存每一个网段的网络地址(网络地址代表了该网段内所有主机组成的网络),大大减少了路由表条目,增加了路由的灵活性。

IP地址的网络部分称为网络地址,网络地址用于唯一地标识一个网段,或者若干网段的聚合,同一网段中的网络设备有同样的网络地址。IP地址的主机部分称为主机地址,主机地址用于唯一的标识同一网段内的网络设备。如A类IP

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