姓名：楊嘉儀
學(xué)號(hào)：20021210658
轉(zhuǎn)載自：https://blog.csdn.net/qq_37236745/article/details/83590684
【嵌牛導(dǎo)讀】
本文介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議膀值，標(biāo)準(zhǔn)的OSI七層模型附帽，歸納七層模型的概念特點(diǎn)糠排。同時(shí)對(duì)IP地址的組成和詳細(xì)分類(lèi)進(jìn)行介紹灵疮。
【嵌牛鼻子】
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
【嵌牛正文】
1.網(wǎng)絡(luò)層次劃分
為了使不同計(jì)算機(jī)廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)能相互通信疹鳄，在更大范圍內(nèi)建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)着饥，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1978年提出了“開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”隆檀，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議劃分為七層蒲讯，自下而上依次為：物理層（Physics Layer）忘朝、數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）、網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）判帮、傳輸層（Transport Layer）辜伟、會(huì)話層（Session Layer）、表示層（Presentation Layer）脊另、應(yīng)用層（Application Layer）。
除了標(biāo)準(zhǔn)的OSI七層模型以外约巷，常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)層次劃分還有TCP/IP四層協(xié)議以及TCP/IP五層協(xié)議偎痛，他們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示：
2.OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型
TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議，沒(méi)有它就根本不可能上網(wǎng)独郎，任何和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的操作都離不開(kāi)TCP/IP協(xié)議踩麦。不管是OSI七層模型還是TCP/IP的四層、五層模型氓癌，每一層中都有自己的專(zhuān)屬協(xié)議谓谦，完成自己相應(yīng)的工作以及與上下層級(jí)之間進(jìn)行溝通。由于OSI七層模型為網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)層次劃分贪婉，所以我以O(shè)SI七層模型為例從上向下進(jìn)行一一介紹
應(yīng)用層是操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口反粥。
表示層對(duì)上層數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行變換，保證一個(gè)主機(jī)應(yīng)用層信息可以被另一個(gè)主機(jī)的應(yīng)用程序理解疲迂。表示層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)的加密才顿、壓縮、格式轉(zhuǎn)換等尤蒿。
會(huì)話層管理主機(jī)之間的會(huì)話進(jìn)程郑气，負(fù)責(zé)建立、管理腰池、終止進(jìn)程之間的會(huì)話尾组。會(huì)話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗(yàn)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步忙芒。
會(huì)話層、表示層讳侨、應(yīng)用層重點(diǎn)：
數(shù)據(jù)傳輸基本單位為報(bào)文
包含的主要協(xié)議：FTP（文件傳輸協(xié)議）呵萨、Telnet（遠(yuǎn)程登陸協(xié)議）、DNS（域名解析協(xié)議）爷耀、SMTP（郵件傳送協(xié)議）甘桑、POP3協(xié)議（郵局協(xié)議）、HTTP協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol）
第一個(gè)端到端（主機(jī)到主機(jī)）的層次歹叮。傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的跑杭、可靠的或不可靠的傳輸。此外咆耿，傳輸層還要處理端到端的差錯(cuò)控制和流量控制問(wèn)題德谅。
傳輸層的任務(wù)是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，利用最佳的網(wǎng)絡(luò)資源萨螺，為兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話層之間提供建立窄做、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸慰技。在這一層椭盏，信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為段或報(bào)文。
網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點(diǎn)吻商，而傳輸層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應(yīng)地端口
有關(guān)傳輸層的重點(diǎn)：
包含的主要協(xié)議：TCP協(xié)議（Transmission Control Protocol掏颊，傳輸控制協(xié)議）、UDP協(xié)議（User Datagram Protocol艾帐，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）
重要設(shè)備：網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)絡(luò)層的目的是實(shí)現(xiàn)兩端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)透明傳送乌叶，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立柒爸、保持和終止等准浴。它提供的服務(wù)使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)。用少量的詞來(lái)記憶網(wǎng)絡(luò)層捎稚，那就是“路徑選擇乐横，路由及邏輯尋址”。
網(wǎng)絡(luò)層涉及眾多的協(xié)議阳藻，其中包括最重要的協(xié)議晰奖，也是TCP/IP的核心協(xié)議——IP協(xié)議。IP協(xié)議僅僅提供不可靠腥泥、無(wú)連接的傳送服務(wù)匾南。IP協(xié)議的主要功能有：無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸、數(shù)據(jù)報(bào)路由選擇和差錯(cuò)控制蛔外。與IP協(xié)議配套使用實(shí)現(xiàn)其功能的還有地址解析協(xié)議ARP蛆楞、逆地址解析協(xié)議RARP溯乒、因特網(wǎng)報(bào)文協(xié)議ICMP、因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP豹爹。
有關(guān)網(wǎng)絡(luò)層的重點(diǎn)：
網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)對(duì)子網(wǎng)間地?cái)?shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇裆悄。此外，網(wǎng)絡(luò)層還可以實(shí)現(xiàn)擁塞控制臂聋、網(wǎng)際互聯(lián)等功能
基本數(shù)據(jù)單位為IP數(shù)據(jù)報(bào)
包含的主要協(xié)議：
Internet Protocol（因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議）
Internet Control Message Protocol（因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）
Address Resolution Protocol（地址解析協(xié)議）
Reverse Address Resolution Protocol（逆地址解析協(xié)議）
重要地設(shè)備：路由器
數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上再向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)光稼，最基本的服務(wù)是將原子網(wǎng)絡(luò)層來(lái)的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徑Y(jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層，為達(dá)到這一目的孩等，數(shù)據(jù)鏈路必須具備一系列相應(yīng)的功能艾君，主要有：如何將數(shù)組合成數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)鏈路層中這種數(shù)據(jù)塊為幀（frame）肄方，幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位冰垄；如何控制幀再物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯(cuò)权她，如何調(diào)節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配虹茶；以及在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間提供數(shù)據(jù)鏈路通路的建立、維持和釋放的管理隅要。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸蝴罪。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)成幀步清、流量控制洲炊、數(shù)據(jù)檢錯(cuò)、重發(fā)等尼啡。
有關(guān)數(shù)據(jù)鏈路層的重點(diǎn)：
數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸
基本數(shù)據(jù)單位為幀
主要的協(xié)議：以太網(wǎng)協(xié)議
兩個(gè)重要設(shè)備名稱：網(wǎng)橋和交換機(jī)
激活、維持询微、關(guān)閉通信端點(diǎn)之間的機(jī)械特性崖瞭、電氣特性、功能特性以及過(guò)程特性撑毛。該層為上層協(xié)議提供了一個(gè)傳數(shù)據(jù)的可靠物理媒體书聚。簡(jiǎn)單的說(shuō)，物理層確保原始的數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸藻雌。物理層記住兩個(gè)重要的設(shè)備名稱雌续，中繼器（Repeater，也叫放大器）和集線器
3.IP地址
IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)（包括子網(wǎng)號(hào)）和主機(jī)號(hào)組成胯杭，網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)號(hào)全為0驯杜，網(wǎng)絡(luò)地址代表著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
廣播地址通常稱為直接廣播地址做个，是為了區(qū)分受限廣播地址鸽心。
廣播地址與網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)號(hào)正好相反滚局，廣播地址中，主機(jī)號(hào)為全1顽频。當(dāng)向某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址發(fā)送消息時(shí)藤肢，該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)都能收到該廣播消息。
D類(lèi)地址就是組播地址
A類(lèi)地址以0開(kāi)頭糯景，第一個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號(hào)嘁圈，地址范圍為：0.0.0.0~127.255.255.255
B類(lèi)地址以10開(kāi)頭，前兩個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號(hào)蟀淮，地址范圍是：128.0.0.0~191.255.255.255
C類(lèi)地址以110開(kāi)頭最住，前三個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，地址范圍是：192.0.0.0~223.255.255.255
D類(lèi)地址以1110開(kāi)頭灭贷，地址范圍是224.0.0.0~239.255.255.255温学，D類(lèi)地址作為組播地址（一對(duì)多的通信）
E類(lèi)地址以1111開(kāi)頭，地址范圍是240.0.0.0~255.255.255.255甚疟，E類(lèi)地址為保留地址仗岖，供以后使用
注：只有A、B览妖、C由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)之分轧拄，D、E沒(méi)有劃分網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)
該IP地址指的是受限的廣播地址讽膏。受限廣播地址與一般廣播地址（直接廣播地址）的區(qū)別在于檩电，首先廣播地址只能用于本地網(wǎng)絡(luò)，路由器不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)以受限廣播地址為目的的地址的分組府树；一般廣播地址既可以在本地廣播俐末，也可跨網(wǎng)段廣播。例如：主機(jī)192.168.1.1/30直接廣播數(shù)據(jù)包后奄侠，另一個(gè)網(wǎng)段192.168.1.15/30也能直接收到該數(shù)據(jù)包卓箫；若發(fā)送受限廣播數(shù)據(jù)包則不能收到
注：一般的廣播地址（直接廣播地址）能夠通過(guò)某些路由器（當(dāng)然不是所有的路由器），而受限的廣播地址則不能通過(guò)路由器
常用于尋找自己的IP地址垄潮，例如在RARP烹卒，BOOTP和DHCP協(xié)議中，若某個(gè)位置IP地址的無(wú)盤(pán)機(jī)想要知道自己的IP地址弯洗，他就以255.255.255.255為目的地址旅急，像本地范圍（具體而言是被各個(gè)路由器屏蔽的范圍內(nèi)）的服務(wù)器發(fā)送IP請(qǐng)求分組
127.0.0.0/8被用作回環(huán)地址，會(huì)換地址表示本機(jī)的地址牡整，常用于對(duì)本機(jī)的測(cè)試藐吮，用得最多的是127.0.0.1
私有地址（Private Address）也叫專(zhuān)用地址炎码，他們不會(huì)在全球使用盟迟，只具有本地意義
A類(lèi)私有地址：10.0.0.0/8，范圍是：10.0.0.0~10.255.255.255
B類(lèi)私有地址：172.16.0.0/12潦闲，范圍是：172.16.0.0~172.31.255.255
C類(lèi)私有地址：192.168.0.0/16攒菠，范圍是：192.168.0.0~192.168.255.255
隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來(lái)歉闰，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)站位太多辖众，而主機(jī)號(hào)位太少，所以其能提供的主機(jī)地址也越來(lái)越稀缺和敬，目前除了使用NAT在企業(yè)內(nèi)部利用保留地址自行分配以外凹炸，通常都對(duì)一個(gè)高類(lèi)別的IP地址進(jìn)行再劃分，以形成多個(gè)子網(wǎng)昼弟，提供給不同規(guī)模的用戶群使用
為了再網(wǎng)絡(luò)分段情況下有效利用IP地址啤它，通過(guò)對(duì)主機(jī)號(hào)的高位部分作為子網(wǎng)號(hào)，從通常的網(wǎng)絡(luò)位界限中擴(kuò)展或壓縮子網(wǎng)掩碼舱痘，用來(lái)創(chuàng)建某類(lèi)地址的更多子網(wǎng)变骡。但創(chuàng)建更多的子網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)子網(wǎng)上的可用主機(jī)地址數(shù)目會(huì)比原先減少芭逝。
子網(wǎng)掩碼是標(biāo)志兩個(gè)IP地址是否屬于一個(gè)子網(wǎng)的，也是32位二進(jìn)制地址旬盯，其每一個(gè)1代表該位是網(wǎng)絡(luò)位台妆，0代表主機(jī)位。它和IP地址一樣也是使用點(diǎn)式十進(jìn)制來(lái)表示的胖翰。如果兩個(gè)IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與計(jì)算所得結(jié)果相同接剩，即表明它們共屬于同一個(gè)子網(wǎng)中。
注：在計(jì)算子網(wǎng)掩碼時(shí)萨咳，要注意IP地址中的保留地址搂漠，即"0"地址和廣播地址，他們是指主機(jī)地址或網(wǎng)絡(luò)全為"0"或"1"時(shí)的IP地址某弦，他們代表著本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，一般是不能被計(jì)算在內(nèi)的而克。
對(duì)于無(wú)須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來(lái)說(shuō)靶壮，其子網(wǎng)掩碼非常簡(jiǎn)單，即按照其定義即可寫(xiě)出：如某B類(lèi)IP地址位10.12.3.0员萍，則該IP地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0腾降；如果它是一個(gè)C類(lèi)地址，則其子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0碎绎。其他類(lèi)推螃壤。下面關(guān)鍵要介紹的是一個(gè)IP地址抗果，還需要將其高位主機(jī)再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，剩下的是每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)號(hào)奸晴，這時(shí)該如何進(jìn)行每個(gè)子網(wǎng)的掩碼計(jì)算
1）利用子網(wǎng)數(shù)來(lái)計(jì)算
求子網(wǎng)掩碼前必須先搞清楚要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)目冤馏，以及每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的所需主機(jī)數(shù)
（1）將子網(wǎng)數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制表示：如欲將B類(lèi)IP地址168.195.0.0劃分成27個(gè)子網(wǎng)：27=11011;
（2）取得該二進(jìn)制的位數(shù)，為N：該二進(jìn)制為5位數(shù)寄啼，N=5
（3）取得該IP地址的類(lèi)子網(wǎng)掩碼逮光，將其主機(jī)地址部分的前N位置1即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼
該B類(lèi)地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機(jī)地址前5位置1，得到255.255.248.0.
如欲將B類(lèi)IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)墩划，每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)由主機(jī)700臺(tái)：
（1）將主機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制表示：700=1010111100;
（2）如果主機(jī)數(shù)小于或等于254涕刚，則取得該主機(jī)的二進(jìn)制位數(shù)，為N乙帮。如果大于254杜漠，也就是說(shuō)主機(jī)地址將占據(jù)不止8位，該二進(jìn)制為十位數(shù)察净，N=10
（3）使用255.255.255.255來(lái)將該類(lèi)IP地址的主機(jī)地址位數(shù)全部置1驾茴，然后從后向前將N位全部置0，即為子網(wǎng)掩碼值塞绿。將該B類(lèi)地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機(jī)地址全部置1沟涨，得到255.255.255.255，然后再?gòu)暮笙蚯皩⑹恢?异吻，即為：11111111.11111111.11111100.00000000裹赴，即255.255.252.0.這就是將劃分成主機(jī)為700臺(tái)B類(lèi)IP地址168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。
