㈠ 简述网络通信的工作原理是什么
络通信的工作原理1)TCP/IP协议的数据传输过程:
TCP/IP协议所采用的通信方式是分组交换方式。所谓分组交换,简单说就是数据
在传输时分成若干段,每个数据段称为一个数据包,TCP/IP协议的基本传输单位是数
据包,TCP/IP协议主要包括两个主要的协议,即TCP协议和IP协议,这两个协议可以
联合使用,也可以与其他协议联合使用,它们在数据传输过程中主要完成以下功能:
1)首先由TCP协议把数据分成若干数据包,给每个数据包写上序号,以便接收端
把数据还原成原来的格式。
2)IP协议给每个数据包写上发送主机和接收主机的地址,一旦写上的源地址和目
的地址,数据包就可以在物理网上传送数据了。IP协议还具有利用路由算法进行路
由选择的功能。
3)这些数据包可以通过不同的传输途径(路由)进行传输,由于路径不同,加上其
它的原因,可能出现顺序颠倒、数据丢失、数据失真甚至重复的现象。这些问题都
由TCP协议来处理,它具有检查和处理错误的功能, 必要时还可以请求发送端重发。
简言之,IP协议负责数据的传输,而TCP协议负责数据的可靠传
㈡ 网络比喻信息高速公路还有哪些类似地语句
百事通,大网络,拥有浩瀚知识的图书馆
关于网络的经典比喻(确实比较形象)
局域网好比一栋大楼,每个人(好比主机)有自己的房间(房间就好比网卡,房号就是物理地址,即MAC地址),里面的人(主机)人手一个对讲机,由于工作在同一频道,所以一个人说话,其他人都能听到,这就是广播(向所有主机发送信息包),只有目标才会回应,其他人虽然听见但是不理(丢弃包),而这些能听到广播的所有对讲机设备就够成了一个广播域。而这些对讲机就是集线器(HUB),每个对讲机都像是集线器上的端口,大家都知道对讲机在说话时是不能收听的,必须松开对讲键才能收听,这种同一时刻只能收或者发的工作模式就是半双工。而且对讲机同一时刻只能有一个人说话才能听清楚,如果两个或者更多的人一起说就会产生冲突,都没法听清楚,所以这就构成了一个冲突域。
广播域(Broadcast
domain):网络中的一组设备的集合。即同一广播包能到达的所有设备成为一个广播域。当这些设备中的一个发出一个广播时,所有其他的设备都能接收到这个广播帧。HUB和SWITCH的所有端口都是在一个广播域里,路由器上的每个端口自成一个广播域。
有一天楼里的人受不了这种低效率的通信了,所以升级了设备,换成每人一个内线电话(交换机SWITCH,每个电话都相当于交换机上的一个端口),每人都有一个内线号码(逻辑地址即IP地址)。(这里要额外说一下IP地址和MAC地址转译的问题,常见的二层交换机只识别MAC地址,它内置一个MAC地址表,并不断维护和更新它,来确定哪个端口对应那台主机的MAC地址,而我们所用的通信软件都是基于IP的,IP地址和MAC地址的转换工作,就由ARP地址解析协议来完成。)在最开始时,没人知道哪个号码对应哪个人,所以要想打电话给某个人得先广播一下:“xxx,你的号码是多少?”“我的号码是xxxx”。这样你就有了目标的号码,所有的内线号码就是通过这种方式不断加入电话簿中(交换机的MAC地址表),下次可以直接拨到他的分机号码上去而不用广播了。大家都知道电话是点对点的通信设备,不会影响到其他人,起冲突的只会限制在本地,一个电话号码的线路相当于一个冲突域,只有再串连分机时,分机和主机之间才会有冲突的发生,这个冲突不会影响到外面其他的电话。而电话号码就像是交换机上的端口号,也就是说交换机上每个端口自成一个冲突域,所以整个大的冲突域被分割成若干的小冲突域了。而且,电话在接听的同时可以说话,这样的工作模式就是全双工。这就是交换机比集线器性能更好的原因之一。
㈢ 简要说明计算机网络的通信过程是怎样进行的
从用户在浏览器中输入URL开始大概是这样的过程。
1)URL被提交到域名服务器得到目的主机的IP地址
2)根据IP选择路由 ,若在同一网络则直接交付,否则交给路由器选择下一跳地址直到把消息传到目的主机所在网络
3)到达目的主机所在网络后,根据IP地址得到MAC地址,按此MAC地址将消息交付给目的主机
㈣ 简要说明计算机网络的通信过程是怎么样的
网络通信的实现
在发送端(即一个发送终端,其实也是一台计算机)首先要把传送的信息(如话音,图像)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化;转换成数字信号(数字信号:二位制010101010),然后通过调制送入光纤,并通过光纤发送出去到接收端(另一台计算机),先解调,然后DA转换,最后信号放大在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。其传导送度解决了多信号数字传输在一根细光纤下完成。
光速传输,其传输容量非常之大,是金属导体无法相比的,在光纤的两端分别都装有“光猫”进行信号转换。 其特点是传输容量大,传输质量好,损耗小,互不干扰,中继距离长等。光纤传输使用的是波分复用,即是把小区里的多个用户的数据分别调制成不同波长的光信号在一根光纤里传输。
我们看到的接到电脑上的细铜线是接收端变为电信号后的末端接口传输,已经不是光纤部分了。
我们常听说到“服务器”,服务器是一个能够存储大量信息的中转装置,其实也是一台功能强大的计算机,(局域网用小型服务器和我们台式机的主机箱外观它基本一样,是通过路由器分线接入的)。把连接到上面的计算机所发送到出的信号(文本、音讯、图像等)按照一定的地址存储起来,当某个计算机要找某个内容的文件时,识别系统(浏览器)就可以根据关键词找到地址并链接打开。所有客户终端都要经过服务器来调取和存入信息,并由服务器归类分装分发。
计算机处理的信号都是数字,即 0 和 1 .举个简单的例子 汉字“网”在计算机里只是一组数字假如是:1000110010100110.这样一组代码,当你用键盘输入“网”字时,计算机是按照一组数字处理并传送的,另一台计算机收到这组数字后,经转换显示还原为“网”(人可以识别的记号)就可以通讯了。其它如音讯、图像也是一样的。另外一些发达国家已经开通数字电视的传送,由于数字不受干扰,传送信息不会丢失,电视图像逼真。
㈤ 网络通信的工作原理
学习目标
1.知识和技能目标
①理解网络中数据传输的过程理解
②OSI 模型及 TCP/IP 协议的基本知识
③比较三种数据交换技术的优缺点。
2.过程和方法目标
通过学习技术原理,能够借助自身的使用经验,领悟原理,领悟科技的发展,并使用所学知识解释生活中的问题
3.情感态度和价值目标
①感受通信技术在网络互联中的核心价值
②体验人类在解决问题的过程中表现出来的智慧
学习重点
让学生了解 OSI 层次模型的基本结构
让学生理解 TCP/IP 协议的层次结构的特点
学习难点
让学生理解网络中数据传输的过程,认识网络通信工作原理
学法指导
自主探究法、协作探究法
一、课前自学
1. 计算机网络采用 的结构模型,将网络分成若干层次,每个层次负责不同的功能。
每一个功能层中,通信双方都要共同遵守相应的约定,我们把这种约定称为 。多种协议组合在一起成为 ,如TCP/IP、IPX/SPX、NetBEUI、AppleTalk 协议等。它们负责保证数据传输的通畅。
2. 各功能层之间,上一层对下一层提出服务要求,基于这样的思想,网络世界中产生了一种通用的概念模型—— (OpenSystemsInterconnection),即 。它是 (International Organization for Standardization,简称 )制定的
3. OSI 参考模型将网络结构划分成 层,分别是
物理层的功能是 ,传输层的功能是 ,应用层的功能是
4. 正是因特网中的“世界语”,该协议因其低成本以及在多个不同平台间通信的可靠性,而成为目前因特网中使用最频繁的协议。
5. TCP/IP协议体系大致可分成 层,它包含了 、IP、 (用户数据报协议)、ARP(地址解析协议)等众多协议。在TCP/IP协议体系中, 是最重要的核心协议。IP协议 的工作是 ,TCP协议的工作是
6. 数据交换技术主要有三种类型: 。老式电话
使用的是 ,电报系统使用的是 ,IP电话使用的是
二、合作交流
1、假如你要发信件到你朋友那里,思考一下信件是怎样传递到你朋友那里的?其中体现怎样的思想?网络信息传输又是怎样的?
2、OSI参考模型在网络技术的发展实践中,能真正发挥作用吗?说出理由
3、如果需要和其他城市的亲戚朋友联系,你会首选哪种通信方式?简单回顾一下生活中通讯技术的发展史
三、归纳小结
四、达标反馈
1.在 TCP/IP 协议体系中 HTTP 是通过哪一层利用网络进行信息传递的( )
A.应用层 B.传输层 C.网际层 D.网络接口
2.联网计算机在相互通信时必须遵循统一的( )
A)软件规范 B)网络协议
C)路由算法 D)安全规范
3.市电话网在数据传输期间,在源节点与目的节点之间有一条利用中间节点构成的物理连接线路。这种市电话话网采用 ( ) 技术。
A.报文交换 B.电路交换 C.分组交换 D.数据交换
4.OSI 模型和 TCP/IP 协议体系分别分成几层( )
A.7 和 7 B.4 和 7 C.7 和 4 D.4 和 4
5.Internet 主要采用的协议是( )
A.FTP B.hTTP C.IPX/SPXD.TCP/IP
6.IP 电话、电报和专线电话分别使用的数据交换技术是( )
A.电路交换技术、报文交换技术和分组交换技术
B.分组交换技术、报文交换技术和电路交换技术
C.报文交换技术、分组交换技术和电路交换技术
D.电路交换技术、分组交换技术和报文交换技术
7、在OSI参考模型中,将网络结构自上而下划分为七层(1)应用层(2)表示层(3)会话层(4)传输层(5)网络层(6)数据链路层(7)物理层。工作时( )。
A、接收方从上层向下层传输数据,每经过一层增加一个协议控制信息。
B、发送方从上层向下层传输数据,每经过一层去掉一个协议控制信息。
C、接受方从下层向上层传输数据,每经过一层去掉一个协议控制信息。
D、发送方从下层向上层传输数据,每经过一层附加一个协议控制信息。
8.TCP/IP 协议是一组协议,其中文全称为( )
A.传输控制协议和网络互联协议 B.邮局协议和网络互联协议
C.传输控制协议和电子邮件协议 D.传输控制协议和文件传输协议
五、学习反馈
㈥ 怎么给电脑网络打一个比方,写成比喻句
电脑就像一根绳子,连接着每个家庭。
㈦ 简述数据通过计算机网络的通信过程。
过程:电脑将数据封装上一定的头部,转换成0,1等二进制信号在线路上传播给路由器,路由器根据路由表转发数据,直达目的主机,再拆去头部信息,将纯的数据交给应用程序。
c/s(客户机/服务器)有三个主要部件:数据库服务器、客户应用程序和网络。服务器负责有效地管理系统的资源,其任务集中于:
1.数据库安全性的要求
2.数据库访问并发性的控制
3.数据库前端的客户应用程序的全局数据完整性规则
4.数据库的备份与恢复
客户端应用程序的的主要任务是:
1.提供用户与数据库交互的界面
2.向数据库服务器提交用户请求并接收来自数据库服务器的信息
3.利用客户应用程序对存在于客户端的数据执行应用逻辑要求
4.网络通信软件的主要作用是,完成数据库服务器和客户应用程序之间的数据传输。
三层C/S结构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三部分。
解决方案是:对这三层进行明确分割,并在逻辑上使其独立。
在三层C/S中, 表示层 是应用的用户接口部分,它担负着用户与应用间的对话功能。它用于检查用户从键盘等输入的数据,显示应用输出的数据。为使用户能直观地进行操作,一般要使用图形用户接口 (GUI),操作简单、易学易用。在变更用户接口时,只需改写显示控制和数据检查程序,而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和值的范围,不包括有关业务本身的处理逻辑。
功能层 相当于应用的本体,它是将具体的业务处理逻辑地编入程序中。表示层和功能层之间的数据交往要尽可能简洁。
数据层 就是DBMS,负责管理对数据库数据的读写。DBMS必须能迅速执行大量数据的更新和检索。现在的主流是关系数据库管理系统 (RDBMS)。因此一般从功能层传送到数据层的要求大都使用SQL语言。
在三层或N层C/S结构中,中间件 (Middleware) 是最重要的部件。所谓中间件是一个用API定义的软件层,是具有强大通信能力和良好可扩展性的分布式软件管理框架。它的功能是在客户机和服务器或者服务器和服务器之间传送数据,实现客户机群和服务器群之间的通信。其工作流程是:在客户机里的应用程序需要驻留网络上某个服务器的数据或服务时,搜索此数据的C/S应用程序需访问中间件系统。该系统将查找数据源或服务,并在发送应用程序请求后重新打包响应,将其传送回应用程序。随着网络计算模式的发展,中间件日益成为软件领域的新的热点。中间件在整个分布式系统中起数据总线的作用,各种异构系统通过中间件有机地结合成一个整体。每个C/S环境,从最小的LAN环境到超级网络环境,都使用某种形式的中间件。无论客户机何时给服务器发送请求,也无论它何时应用存取数据库文件,都有某种形式的中间件传递C/S链路,用以消除通信协议、数据库查询语言、应用逻辑与操作系统之间潜在的不兼容问题。
三层C/S结构的优势主要表现在以下几个方面:
1.利用单一的访问点,可以在任何地方访问站点的数据库;
2.对于各种信息源,不论是文本还是图形都采用相同的界面;
3.所有的信息,不论其基于的平台,都可以用相同的界面访问;
4.可跨平台操作;
5.减少整个系统的成本;
6.维护升级十分方便;
7.具有良好的开放性;
8.系统的可扩充性良好;
9.进行严密的安全管理;
10.系统管理简单,可支持异种数据库,有很高的可用性。
㈧ 描述一下TCP/IP的工作方式
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议是Internet最基本的协议,简单地说,就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。
众所周知,如今电脑上因特网都要作TCP/IP协议设置,显然该协议成了当今地球村“人与人”之间的“牵手协议”。
1997年,为了褒奖对因特网发展作出突出贡献的科学家,并对TCP/IP协议作出充分肯定,美国授予为因特网发明和定义TCP/IP协议的文顿·瑟夫和卡恩“国家技术金奖”。这无疑使人们认识到TCP/IP协议的重要性。
在阿帕网(ARPR)产生运作之初,通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多,大部分电脑相互之间不兼容,在一台电脑上完成的工作,很难拿到另一台电脑上去用,想让硬件和软件都不一样的电脑联网,也有很多困难。当时美国的状况是,陆军用的电脑是DEC系列产品,海军用的电脑是Honeywell中标机器,空军用的是IBM公司中标的电脑,每一个军种的电脑在各自的系里都运行良好,但却有一个大弊病:不能共享资源。
当时科学家们提出这样一个理念:“所有电脑生来都是平等的。”为了让这些“生来平等”的电脑能够实现“资源共享”就得在这些系统的标准之上,建立一种大家共同都必须遵守的标准,这样才能让不同的电脑按照一定的规则进行“谈判”,并且在谈判之后能“握手”。
在确定今天因特网各个电脑之间“谈判规则”过程中,最重要的人物当数瑟夫(Vinton G.Cerf)。正是他的努力,才使今天各种不同的电脑能按照协议上网互联。瑟夫也因此获得了与克莱因罗克(“因特网之父”)一样的美称“互联网之父”。
瑟夫从小喜欢标新立异,坚强而又热情。中学会书时,就被允许使用加州大学洛杉矶分校的电脑,他认为“为电脑编程序是个非常激动人心的事,…只要把程序编好,就可以让电脑做任何事情。”1965年,瑟夫从斯坦福大学毕业到IBM的一家公司当系统工程师,工作没多久,瑟夫就觉得知识不够用,于是到加州大学洛杉矶分校攻读博士,那时,正逢阿帕网的建立,“接口信号处理机”(IMP)的研试及网络测评中心的建立,瑟夫也成了着名科学家克莱因罗克手下的一位学生。瑟夫与另外三位年轻人(温菲尔德、克罗克、布雷登)参与了阿帕网的第一个节点的联接。此后不久,BBN公司对工作中各种情况发展有很强判断能力、被公认阿帕网建成作出巨大贡献的鲍伯·卡恩(Bob Kahn)也来到了加州大学洛杉矶分校。 在那段日子里,往往是卡恩提出需要什么软件,而瑟夫则通宵达旦地把符合要求的软件给编出来,然后他们一起测试这些软件,直至能正常运行。当时的主要格局是这样的,罗伯茨提出网络思想设计网络布局,卡恩设计阿帕网总体结构,克莱因罗克负责网络测评系统,还有众多的科学家、研究生参与研究、试验。69年9月阿帕网诞生、运行后,才发现各个IMP连接的时候,需要考虑用各种电脑都认可的信号来打开通信管道,数据通过后还要关闭通道。否则这些IMP不会知道什么时候应该接收信号,什么时候该结束,这就是我们现在所说的通信“协议”的概念。70年12月制定出来了最初的通信协议j 由卡恩开发、瑟夫参与的“网络控制协议”(NCP),但要真正建立一个共同的标准很不容易,72年10月国际电脑通信大会结束后,科学家们都在为此而努力。“包切换”理论为网络之间的联接方式提供了理论基础。卡恩在自己研究的基础上,认识到只有深入理解各种操作系统的细节才能建立一种对各种操作系统普适的协议,73年卡恩请瑟夫一起考虑这个协议的各个细节,他们这次合作的结果产生了目前在开放系统下的所有网民和网管人员都在使用的“传输控制协议”(TCP,Transsmission-Control Protocol)和“因特网协议”(IP,Internet Protocol)即TCP/IP协议。
通俗而言:TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因行网的每一台电脑规定一个地址。1974年12月,卡恩、瑟夫的第一份TCP协议详细说明正式发表。当时美国国防部与三个科学家小组签定了完成TCP/IP的协议,结果由瑟夫领衔的小组捷足先登,首先制定出了通过详细定义的TCP/IP协议标准。当时作了一个试验,将信息包通过点对点的卫星网络,再通过陆地电缆,再通过卫星网络,再由地面传输,贯串欧洲和美国,经过各种电脑系统,全程9.4万公里竟然没有丢失一个数据位,远距离的可靠数据传输证明了TCP/IP协议的成功。
1983年1月1日,运行较长时期曾被人们习惯了的NCP被停止使用,TCP/IP协议作为因特网上所有主机间的共同协议,从此以后被作为一种必须遵守的规则被肯定和应用。正是由于TCP/IP协议,才有今天“地球村”因特网的巨大发展。
[编辑本段]什么是 TCP/IP?
TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。
TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。
TCP/IP 定义了电子设备(比如计算机)如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。
[编辑本段]TCP/IP协议介绍
TCP/IP的通讯协议
这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构,为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行,部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议(例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口)之上。确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP(User Datagram Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)协议和其他一些协议的协议组。
TCP/IP整体构架概述
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:
应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。
传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。
互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。
网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
TCP/IP中的协议
以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能,都是如何工作的:
1. IP
网际协议IP是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议。
IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。
高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项,叫作IP source routing,可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说,使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的,而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的,说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么,许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。
2. TCP
如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包,那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查,同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认,所以未按照顺序收到的包可以被排序,而损坏的包可以被重传。
TCP将它的信息送到更高层的应用程序,例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层,TCP层便将它们向下传送到IP层,设备驱动程序和物理介质,最后到接收方。
面向连接的服务(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。
3.UDP
UDP与TCP位于同一层,但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,UDP主要用于那些面向查询---应答的服务,例如NFS。相对于FTP或Telnet,这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP(网络时间协议)和DNS(DNS也使用TCP)。
欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易,因为UDP没有建立初始化连接(也可以称为握手)(因为在两个系统间没有虚电路),也就是说,与UDP相关的服务面临着更大的危险。
4.ICMP
ICMP与IP位于同一层,它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径,而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外,如果路径不可用了,ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。
5. TCP和UDP的端口结构
TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系,例如,一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态,等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息,服务进程读出信息并发出响应,客户程序读出响应并向用户报告。因而,这个连接是双工的,可以用来进行读写。
两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢?TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认:
源IP地址 发送包的IP地址。
目的IP地址 接收包的IP地址。
源端口 源系统上的连接的端口。
目的端口 目的系统上的连接的端口。
端口是一个软件结构,被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些端口号是‘广为人知’的,因为在建立与特定的主机或服务的连接时,需要这些地址和目的地址进行通讯。
IP协议
IP(Internet Protocol)协议的英文名直译就是:因特网协议。从这个名称我们就可以知道IP协议的重要性。在现实生活中,我们进行货物运输时都是把货物包装成一个个的纸箱或者是集装箱之后才进行运输,在网络世界中各种信息也是通过类似的方式进行传输的。IP协议规定了数据传输时的基本单元和格式。如果比作货物运输,IP协议规定了货物打包时的包装箱尺寸和包装的程序。 除了这些以外,IP协议还定义了数据包的递交办法和路由选择。同样用货物运输做比喻,IP协议规定了货物的运输方法和运输路线。
TCP协议
我们已经知道了IP协议很重要,IP协议已经规定了数据传输的主要内容,那TCP(Transmission Control Protocol)协议是做什么的呢?不知大家发现没有,在IP协议中定义的传输是单向的,也就是说发出去的货物对方有没有收到我们是不知道的。就好像8毛钱一份的平信一样。那对于重要的信件我们要寄挂号信怎么办呢?TCP协议就是帮我们寄“挂号信”的。TCP协议提供了可靠的面向对象的数据流传输服务的规则和约定。简单的说在TCP模式中,对方发一个数据包给你,你要发一个确认数据包给对方。通过这种确认来提供可靠性。
1.1 TCP/IP参考模型
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:
应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。
传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。
互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。
网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
1. 2 网间协议IP
Internet 上使用的一个关键的底层协议是网际协议,通常称IP协议。我们利用一个共同遵守的通信协议,从而使 Internet 成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。要使两台计算机彼此之间进行通信,必须使两台计算机使用同一种"语言"。通信协议正像两台计算机交换信息所使用的共同语言,它规定了通信双方在通信中所应共同遵守的约定。
计算机的通信协议精确地定义了计算机在彼此通信过程的所有细节。例如,每台计算机发送的信息格式和含义,在什么情况下应发送规定的特殊信息,以及接收方的计算机应做出哪些应答等等。
网际协议IP协议提供了能适应各种各样网络硬件的灵活性,对底层网络硬件几乎没有任何要求,任何一个网络只要可以从一个地点向另一个地点传送二进制数据,就可以使用IP协议加入 Internet 了。
如果希望能在 Internet 上进行交流和通信,则每台连上 Internet 的计算机都必须遵守IP协议。为此使用 Internet 的每台计算机都必须运行IP软件,以便时刻准备发送或接收信息。
IP协议对于网络通信有着重要的意义:网络中的计算机通过安装IP软件,使许许多多的局域网络构成了一个庞大而又严密的通信系统。从而使 Internet 看起来好像是真实存在的,但实际上它是一种并不存在的虚拟网络,只不过是利用IP协议把全世界上所有愿意接入 Internet 的计算机局域网络连接起来,使得它们彼此之间都能够通信。
1.3 传输控制协议TCP
尽管计算机通过安装IP软件,从而保证了计算机之间可以发送和接收资料,但IP协议还不能解决资料分组在传输过程中可能出现的问题。因此,若要解决可能出现的问题,连上 Internet 的计算机还需要安装TCP协议来提供可靠的并且无差错的通信服务。
TCP协议被称作一种端对端协议。这是因为它为两台计算机之间的连接起了重要作用:当一台计算机需要与另一台远程计算机连接时,TCP协议会让它们建立一个连接、发送和接收资料以及终止连接。
传输控制协议TCP协议利用重发技术和拥塞控制机制,向应用程序提供可靠的通信连接,使它能够自动适应网上的各种变化。即使在 Internet 暂时出现堵塞的情况下,TCP也能够保证通信的可靠。
众所周知, Internet 是一个庞大的国际性网络,网络上的拥挤和空闲时间总是交替不定的,加上传送的距离也远近不同,所以传输资料所用时间也会变化不定。TCP协议具有自动调整"超时值"的功能,能很好地适应 Internet 上各种各样的变化,确保传输数值的正确。
因此,从上面我们可以了解到:IP协议只保证计算机能发送和接收分组资料,而TCP协议则可提供一个可靠的、可流控的、全双工的信息流传输服务。
综上所述,虽然IP和TCP这两个协议的功能不尽相同,也可以分开单独使用,但它们是在同一时期作为一个协议来设计的,并且在功能上也是互补的。只有两者的结合,才能保证 Internet 在复杂的环境下正常运行。凡是要连接到 Internet 的计算机,都必须同时安装和使用这两个协议,因此在实际中常把这两个协议统称作TCP/IP协议。
1.4 IP地址及其分类
在Internet上连接的所有计算机,从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现,我们称它为主机。为了实现各主机间的通信,每台主机都必须有一个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样,才不至于在传输资料时出现混乱。
Internet的网络地址是指连入Internet网络的计算机的地址编号。所以,在Internet网络中,网络地址唯一地标识一台计算机。
我们都已经知道,Internet是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机,靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址,这个地址就叫做IP(Internet Protocol的简写)地址,即用Internet协议语言表示的地址。
目前,在Internet里,IP地址是一个32位的二进制地址,为了便于记忆,将它们分为4组,每组8位,由小数点分开,用四个字节来表示,而且,用点分开的每个字节的数值范围是0~255,如202.116.0.1,这种书写方法叫做点数表示法。
IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机,而要识别其它网络或其中的计算机,则是根据这些IP地址的分类来确定的。一般将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小分为A,B,C三类,默认的网络屏蔽是根据IP地址中的第一个字段确定的。
1. A类地址
A类地址的表示范围为:0.0.0.0~126.255.255.255,默认网络屏蔽为:255.0.0.0;A类地址分配给规模特别大的网络使用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址,后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机(直接个人用户)而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。
2. B类地址
B类地址的表示范围为:128.0.0.0~191.255.255.255,默认网络屏蔽为:255.255.0.0;B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址,后面两组数字代表网络上的主机地址。
3. C类地址
C类地址的表示范围为:192.0.0.0~223.255.255.255,默认网络屏蔽为:255.255.255.0;C类地址分配给小型网络,如一般的局域网,它可连接的主机数量是最少的,采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址,最后一组数字作为网络上的主机地址。
RFC 1918留出了3块IP地址空间(1个A类地址段,16个B类地址段,256个C类地址段)作为私有的内部使用的地址。在这个范围内的IP地址不能被路由到Internet骨干网上;Internet路由器将丢弃该私有地址。
IP地址类别 RFC 1918内部地址范围
A类 10.0.0.0到10.255.255.255
B类 172.16.0.0到172.31.255.255
C类 192.168.0.0到192.168.255.255
使用私有地址将网络连至Internet,需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换(Network Address Translation,NAT),通常使用路由器来执行NAT转换。
实际上,还存在着D类地址和E类地址。但这两类地址用途比较特殊,在这里只是简单介绍一下:D类地址称为广播地址,供特殊协议向选定的节点发送信息时用。E类地址保留给将来使用。
连接到Internet上的每台计算机,不论其IP地址属于哪类都与网络中的其它计算机处于平等地位,因为只有IP地址才是区别计算机的唯一标识。所以,以上IP地址的分类只适用于网络分类。
在Internet中,一台计算机可以有一个或多个IP地址,就像一个人可以有多个通信地址一样,但两台或多台计算机却不能共享一个IP地址。如果有两台计算机的IP地址相同,则会引起异常现象,无论哪台计算机都将无法正常工作。
顺便提一下几类特殊的IP地址:
1. 广播地址 目的端为给定网络上的所有主机,一般主机段为全0
2. 单播地址 目的端为指定网络上的单个主机地址
3. 组播地址 目的端为同一组内的所有主机地址
4. 环回地址 127.0.0.1 在环回测试和广播测试时会使用
1.5 子网的划分
若公司不上Internet,那一定不会烦恼IP地址的问题,因为可以任意使用所有的IP地址,不管是A类或是B类,这个时候不会想到要用子网,但若是上Internet那IP地址便弥足珍贵了,目前全球一阵Internet热,IP地址已经愈来愈少了,而所申请的IP地址目前也趋保守,而且只有经申请的IP地址能在Internet使用,但对某些公司只能申请到一个C类的IP地址,但又有多个点需要使用,那这时便需要使用到子网,这就需要考虑子网的划分,下面简介子网的原理及如何规划。
1.5.1 子网掩码(Subnet Mask)的介绍
设定任何网络上的任何设备不管是主机、个人电脑、路由器等皆需要设定IP地址,而跟随着IP地址的是所谓的子网掩码(NetMask,Subnet Mask),这个子网掩码主要的目的是由IP地址中也能获得网络编码,也就是说IP地址和子网掩码作和而得到网络编码,如下所示:
IP地址
192.10.10.6 11000000.00001010.00001010.00000110
子网掩码
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
AND
-------------------------------------------------------------------
Network Number
192.10.10.0 11000000.00001010.00001010.00000000
子网掩码有所谓的默认值,如下所示
类 IP地址 范围 子网掩码
A 1.0.0.0-126.255.255.255 255.0.0.0
B 128.0.0.0-191.255.255.255 255.255.0.0
C 192.0.0.0-223.255.255.255 255.255.255.0
在预设的子网掩码(Net Mask)都只有255的值,在谈到子网掩码(Subnet Mask)时这个值便不一定是255了。在完整一组C类地址中如203.67.10.0-203.67.10.255 子网掩码255.255.255.0,203.67.10.0称之网络编码(Network Number,将IP 地址和子网掩码作和),而203.67.10.255是广播的IP地址,所以这两者皆不能使用,实际只能使用203.67.10.1--203.67.10.254等254个IP地址,这是以255.255.255.0作子网掩码的结果,而所谓Subnet Msk尚可将整组C类地址分成数组网络编码,这要在子网掩码上作手脚,若是要将整组C类地址分成2个网络编码那子网掩码设定为255.255.255.192,若是要将整组C类分成8组网络编码则子网掩码要为255.255.255.224,这是怎么来的,由以上知道网络编码是由IP地址和子网掩码作AND而来的,而且将子网掩码以二进制表示法知道是1的会保留,而为0的去掉
192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.10000001
255.255.255.0--11111111.11111111.11111111.00000000
--------------------------------------------------------------
192.10.10.0--11000000.00001010.00001010.00000000
以上是以255.255.255.0为子网掩码的结果,网络编码是192.10.10.0,若是使用255.255.255.224作子网掩码结果便有所不同
192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.10000000
255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
--------------------------------------------------------------
192.10.10.192--11000000.00001010.00001010.10000000
此时网络编码变成了192.10.10.192,这便是子网。那要如何决定所使用的子网掩码,255.255.255.224以二进制表示法为11111111.11111111.11111111.11100000,变化是在最后一组,11100000便是224,以三个位(Bit)可表示2的3次方便是8个网络编码
子网掩码二进制表示法可分几个网络
255.255.255.011111111.11111111.11111111.000000001
255.255.255.128
11111111.11111111.11111111.100000002
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.110000004
255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.111000008
255.255.255.240
11111111.11111111.11111111.1111000016
255.255.255.248
11111111.11111111.11111111.1111100032
255.255.255.252
11111111.11111111.11111111.1111110064
㈨ 请用最通俗的比喻解释一下DP通讯和光纤通讯以及以太网通讯
DP通讯是用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息
光纤通信,是指一种利用光与光纤传递资讯的一种方式。属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。
以太网是应用最为广泛的局域网,包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网,采用的是CSMA/CD访问控制法,它们都符合IEEE802.3。
光纤以太网指利用在光纤上运行以太网LAN数据包接入SP网络或在SP网络中进行接入。底层连接可以以任何标准的以太网速度运行,包括10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps,但在此情况下,这些连接必须以全双工速度(例如双向10Mbps)运行。
简单来说光纤的应用也有很多,近几年用于现场总线powerbus网络里的光纤设备,具备环路自愈功能,广泛用于地下管廊等场所的消防、安防设备通讯组成网络。