怎么做套版网站,做网站推广见客户的话术,wordpress模板制作视频教程,网站logo衔接网络层重要涉及到的协议是IP协议。
IP协议主要完成的工作是#xff1a;
地址管理路由选择
1. IP协议的组成 版本#xff08;Version#xff09;#xff1a;占4位#xff0c;表示IP协议的版本号。目前广泛使用的版本是IPv4和IPv6。 头部长度#xff08;Header Length
地址管理路由选择
1. IP协议的组成 版本Version占4位表示IP协议的版本号。目前广泛使用的版本是IPv4和IPv6。 头部长度Header Length占4位表示IP报头的长度以32位字4字节为单位。由于IP报头的长度是可变的所以这个字段表示IP报头的字数。最小值为520字节最大值为1560字节。 服务类型Type of Service占8位用于指定IP数据包的服务质量要求如优先级、延迟、可靠性等。 总长度Total Length占16位表示整个IP数据包的总长度包括IP报头和数据部分。最大值为65535字节。 标识Identification占16位用于唯一标识一个IP数据包。在分片和重新组装过程中起到重要作用。 标志Flags占3位用于标识IP数据包的特殊处理方式。其中第1位保留第2位表示是否允许分片第3位表示是否为最后一个分片。 片偏移Fragment Offset占13位用于指示当前分片在原始IP数据包中的位置。通过片偏移和标识字段可以在目标主机上重新组装分片。 生存时间Time to Live占8位表示IP数据包在网络中的最长存活时间以防止报文在网络中永远循环。每经过一个路由器生存时间减1当生存时间为0时数据包将被丢弃。 协议Protocol占8位指定封装在IP数据包中的上层协议类型如TCP、UDP、ICMP等。 校验和Header Checksum占16位用于检测IP报头是否出现错误以保证报头的完整性。 源IP地址Source IP Address和目标IP地址Destination IP Address分别占32位表示发送方和接收方的IP地址。 选项Options可选字段用于在IP报头中添加一些额外的选项信息如记录路由、时间戳等。
解释
服务类型实际上只有4位有效并且这4位只能有一位为1其余为0用于表示当前IP协议的所处模式最小延时从发送到接收的时间最小 最大吞吐量单位时间内传输的 数据尽可能的多最高可靠性减少丢包概率最小成本降低硬件设备的开销 只能同时存在一种模式。总长度注意此处和UDP不同不代表IP协议的载荷长度有限因为IP协议有 拆包/组包 的功能如果载荷很大IP协议就会自动拆成多个 IP 数据报每个数据报携带载荷的一部分等到达接收方的网络层再重新组装。标识用于组装数据时区分拆分后的数据中哪些IP数据报的载荷是一组同一组的数据标识相同。片偏移用于组装数据时区分数据的先后数字小的在前面。标志只有两位有效其中一位表示当前IP数据是否被拆包即是否为一个完整的数据还有一位表示结束标记即表示当前的数据报是这个数据被拆分后的最后一个包生存时间 单位为次数一个IP数据报每经过一个路由器转发TTL就会减1如果这个 数值减少到0了此时这个数据报就会被丢弃为了防止数据在网络中找不到目的地而在网络中一直循环。一般初始值为32/64。协议表示传输层使用的是哪个协议。校验和IP协议中的校验和只针对IP报头应为载荷中的 TCP/UDP协议自带校验和。
2. 地址管理 IP地址本质上是一个32位整数为了方便通常把IP地址表示为点分十进制通过三个点分成四个部分每个部分一个字节每个部分的取值都是0-255.
IP地址的存在是为了能够区分网路上的不同的设备但是32位整数最多只能表示42亿多个数而世界上约有70亿人所以实际的电子设备数量是超过了4个字节能表示的范围显然做不到每个网络设备都有一个唯一的IP地址。
上个世纪90年代就面临了这样的问题于是提出了两个解决方案
1. 动态分配IP地址
全世界的设备也不是同一时刻都在上网就把IP地址设为动态分配的模式当你用到再给你分配IP地址。
2. NAT机制网络地址映射
把IP地址分为两个大类 1. 私网IP / 局域网IP IP以 10.* 172.16.* - 172.31.* 192.168.* 这三类都是私网IP
2. 公网IP / 广域网IP
要求公网上的设备IP不能重复私网上的设备只需保证局域网内的IP不重复即可不同局域网中的IP可以重复。
由于这个机制就有了一些限制 1.公网设备访问公网设备没有限制 2.相同局域网内设备互相访问也没有限制 3.不同局域网间设备不能访问因为有可能遇到两个局域网中存在相同的IP地址。 4. 局域网设备访问公网设备需要对局域网设备的IP转换为公网IP 5. 公网设备不允许主动访问局域网设备。
路由器集成了NAT一般路由器都会有两个IP地址一个是LAN口IP一般是一个局域网IOP一个是WAN口IP 可能是局域网IP也可能是公网IP路由器的核心功能就是把这两个网络连接起来。当数经过这个路由器想进一步转发就会把IP报头中的源IP进行替换替换为该路由器的WAN口IP只有源IP是私网IP时才会替换这个数据包到达服务器之后服务器看到的IP就是路由器的WAN口IP。这样的机制就能让多个设备共用一个公网IP发送数据。
服务器返回数据时如何找到原来的设备
路由器进行替换IP时会把这次通信的相关信息记录下来如源IP替换后的IP目的IP源端口号目的端口号替换后的端口号等信息路由器接收到返回的数据时就会对照储存的信息把IP还原。
替换后的端口号为了防止无法区分不同主机的同一个端口访问同一个服务器的情况路由器发送数据时还会对源端口号进行一个替换。
当前互联网 是 NAT 动态分配结合的模式。
3. IPV6
IPV6使用 16个字节表示IP地址从根本上解决了问题。
但是IPV6的报头结构和IPV4不兼容要使用IPV6就需要更新硬件设备所以当前仍然是IPV4使用的更多。
3. 网段划分 网段划分是指将一个大的网络划分成若干个子网络的过程。在计算机网络中通常使用IP地址和子网掩码来进行网段划分。IP地址用于唯一标识网络中的每个设备而子网掩码用于指定哪些部分是网络号哪些部分是主机号。
在IP地址中网络号和主机号是用来划分一个网络中不同设备的标识部分。
网络号Network ID是指用于标识一个网络的一部分位。它表示的是一个IP地址所属的网络。通过网络号可以确定一个IP地址属于哪个网络从而实现在不同网络之间的通信。
主机号Host ID是指用于标识一个网络中具体设备的一部分位。它表示的是网络中的一个具体主机或设备的地址。通过主机号可以唯一标识一个设备并在网络中进行通信。
在IPv4地址中网络号和主机号的划分是基于子网掩码Subnet Mask的。子网掩码中的1位表示网络号0位表示主机号。子网掩码与IP地址逐位进行逻辑与运算得到的结果就是网络号和主机号的划分。
例如假设有一个IP地址为192.168.0.1子网掩码为255.255.255.0那么它的网络号就是192.168.0主机号就是1。这样划分后192.168.0.x范围内的IP地址都属于同一个网络可以直接进行通信。
通过网络号和主机号的划分可以实现有效的网络管理和通信。不同网络号的设备需要通过路由器进行通信而同一网络号的设备可以直接通信。
注意两个相邻的局域网的网络号必须不同
特殊的IP地址
环回IP127.0.0.1表示本机127.*都是环回IP广播地址如果某个IP的主机号二进制为全1表示广播地址如 192.168.255即把数据发给局域网中的所有设备只能发送UDP消息
4. 路由选择
在IP协议中每个路由器都维护了一个路由表其中包含了路由器所知道的网络和与之相关联的下一个网络或设备信息。当一个路由器接收到一个数据包时它会根据数据包的目标IP地址查找路由表以确定应该将数据包发送到哪个接口和下一个网络或设备。 由于网络结构太复杂了每个路由器都无法掌握全局的信息所以路由器规划出来的路线只能是一个局部最优解无法在最开始的时候就把路线确定好。
