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一、互聯(lián)網(wǎng)的概念

       在現(xiàn)實(shí)世界中的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連而成。如果幾個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)只是在物理上連接在一起，它們之間并不能進(jìn)行通信。通常在談到“互連"時，應(yīng)從功能上和邏輯上看，這些計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組成了一個大型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò).稱為互聯(lián)網(wǎng)(互連網(wǎng))。

       互連在一起的網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行通信，會遇到許多問題需要解決。如不同的尋址方案，不同的分組長度，不同的網(wǎng)絡(luò)接入機(jī)制，不同的差錯恢復(fù)方法，不同的路由選擇技術(shù)，不同的用戶接入控制，不同的服務(wù)，不同的管理等。將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備，稱為中繼系統(tǒng)。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以分為以下4種中繼系統(tǒng)：

       • 物理層中繼系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)發(fā)器；

       • 數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)橋或橋接器；

       • 網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)，即路由器；

       • 網(wǎng)橋和路由器的混合物，即橋路器；

       一般討論互聯(lián)網(wǎng)時都是指用路由器進(jìn)行互連的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。路由器其實(shí)就是一臺專用計算機(jī)，用來在互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行路由選擇，并采用標(biāo)準(zhǔn)化的IP協(xié)議。圖1(a)表示有許多計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過一些路由器進(jìn)行互連。由于參加互連的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都使用相同的網(wǎng)際協(xié)議IP,因此互連以后的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行通信時就像在一個網(wǎng)絡(luò)上通信一樣?？梢詫⒒ミB以后的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)看成如圖1(b)所示的一個虛擬網(wǎng)絡(luò)。

圖1     互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)概念

二、  體系結(jié)構(gòu)

     國際上都采用TCP/IP體系的參考模型，如圖7.2所示。下面概述每一層的功能。

圖2    TCP/IP參考模型

     （1）物理層：對應(yīng)于低層網(wǎng)絡(luò)的硬件和協(xié)議。如局域網(wǎng)的Ethernet,X.25的分組交換網(wǎng),ATM網(wǎng)等。

     （2）網(wǎng)絡(luò)接口層（網(wǎng)絡(luò)訪問層）：它是TCP/IP的最低層，該層的協(xié)議提供了一種數(shù)據(jù)傳送的方法，將數(shù)據(jù)分成幀來傳送，它必須知道低層網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)，以便準(zhǔn)確地格式化傳送的數(shù)據(jù)。該層執(zhí)行的功能還包括將IP地址映射為網(wǎng)絡(luò)使用的物理地址。

     （3）互聯(lián)網(wǎng)層（IP）：主要功能是負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)報送到目的主機(jī)。包括：

         •   處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報，選擇路徑，然后將數(shù)據(jù)報發(fā)送到相應(yīng)數(shù)據(jù)線上；

         •   處理接收的數(shù)據(jù)報，檢査目的地址，若需要轉(zhuǎn)發(fā)，則選擇發(fā)送路徑轉(zhuǎn)發(fā)，若目的地址為本結(jié)點(diǎn)IP地址，則除去報頭，將分組交送傳輸層處理；

         •   處理互連網(wǎng)路徑、流控與擁塞問題。

      （4）傳輸層：主要功能是負(fù)責(zé)應(yīng)用進(jìn)程之間的端到端通信。該層中的兩個最主要的協(xié)議是傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)。

       TCP協(xié)議是一種可靠的面向連接的協(xié)議，它允許將一臺主機(jī)的字節(jié)流無差錯地傳送到目的主機(jī)。TCP同時要完成流量控制功能，協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的發(fā)送與接收速度，達(dá)到正確傳輸?shù)哪康摹?/p>

       UDP是不可靠的無連接協(xié)議，它主要用于不要求分組順序到達(dá)的傳輸中,分組傳輸順序檢査與排序由應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)。

       (5)應(yīng)用層：是TCP/IP協(xié)議簇的最高層，它規(guī)定了應(yīng)用程序怎樣使用互聯(lián)網(wǎng)。它包括遠(yuǎn)程登錄協(xié)議(TELNET).文件傳輸協(xié)議(FTP)、電子郵件協(xié)議(SMTP)、域名服務(wù)協(xié)議(DNS)以及HTTP協(xié)議等。

三、協(xié)議地址

1.IP地址及其表示方法

        把整個互聯(lián)網(wǎng)看成一個單一、抽象的網(wǎng)絡(luò)。所謂IP地址，就是給每個連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)分配一個在全世界范圍內(nèi)唯一的32bit地址。IP地址的結(jié)構(gòu)使我們可以在Internet上很方便地進(jìn)行尋址，這就是：先按IP地址的網(wǎng)絡(luò)號Net-id把網(wǎng)絡(luò)找到，再按主機(jī)號Host-id把主機(jī)找到。所以IP地址并不僅表示一個計算機(jī)的地址，而且指出了連接到某個網(wǎng)絡(luò)上的某個計算機(jī)。

       1P地址分為5類，即A類到E類。地址的最前端是地址類別標(biāo)識，下面接著是網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段，如圖3所示。

圖3     IP地址的5種類型