RocEDU.阅读.写作《图解TCP/IP》

2015年11月21日

一、对本书的认识

　　信息通信社会这个词俨然是现代社会的一个名词。人们可以使用各种信息终端随时随地的进行交流，而这种环境正是以来网络才得以实现，使用最为广泛的协议就是TCP/IP协议。

二、读书内容

1  网络基础知识

1.1计算机网络出现的背景

　　计算机对我们的生活有着不可估量的影响。计算机被应用于生活中的各个角落，也许在我们刚有记忆的时候就可以看着父母操作者win95系统的计算机，记得当年父亲的办公室里还是一台拨动开关的电脑，电脑通过软盘作为移动储存设备。在课堂中得知软盘的大小只有将近20M左右，在看看现在使用的32G的优盘，又方便又便宜。不禁让人感叹，我们真是生活在信息、科技大爆炸　　的时代，正是因为生活在这个时代，我们才应该更好的掌握这些知识，保护自己的信息安全。

　　在计算机应用之初非常的不方便，从独立模式到了网络互联模式，从计算机通信到信息通信，这时计算机也不仅仅限制于公司或者部门内部，逐渐走向杯公众所使用。

1.2计算机发展的7个阶段

　　迄今为止计算机发展经历了7个阶段，相信大家的年纪只经历了最后几个阶段，而我们学习一门学科同样需要了解他的历史。

　　计算机一开始使用批处理模式，事先将资料装入卡带或磁带之中，非常不方便。再后来出现了分时系统，让人们感受到了独占性。在后来发展到了计算机之间的通信，在这个阶段发展之前，如果需要将两个计算机的内容交换，则需要用到磁带软盘等外部储存介质。所以计算机发展到之处并不如我们所想的那样，有那么方便。

　　再后来互联网普及，以互联网为中心的时代开始了，几乎身边所有的设备都可以连接网络了。然而我们的需求并没有那么简单，我们在计算机的使用中为生活带来便利的同时，也注意到了信息安全，在安全的建立连接的道路上越走越远。

1.3协议

　　简单来说协议就是计算机与计算机之间的通过网络通信时事先达成的一种约定。这种约定使用不同厂商制造的硬件所组成的计算机能够实现通信。

1.4协议由谁规定

　　在不断的发展中，ISO制订了一个国际标准OSI，接就是我们常说的网络的7个层次。

1.5协议分层与OSI参考模型

　　在这个分层模型中，每个分层都接收由它下一层所提供的特殊服务，并且为自己的上一层提供特定的服务，上下层进行交互时所遵循的约定叫做接口，同一层之间的交互所遵循的约定叫做协议。

　　表示层：将应用所处理的信息转换为适合网络的传输格式，或者将下一层的数据转换为上层能够处理的格式。

　　会话层：负责建立和断开通信连接，以及数据的分割等数据传输相关的管理。

　　传输层：起着可靠的传输作用。只在通信节点上进行处理，无需在路由器上处理。

　　网络层：将数据传输到目标地址。目标地址可以是多个网络通过路由器连接而成的某一个地址，主要负责寻址和路由选择。

　　数据链路层：负责物理层面上的互联的、节点之间的传输。

　　物理层：负责1.0比特流与电压的高低等一系列看得见的属性。

1.6OSI参考模型通信处理举例

　　假定用户A向用户B发送一封内容为早上好的邮件。按照7层的顺序我们可以这样看到：选定目标地址为B发件人为用户A，电子邮件内容为早上好-->将数据从主机特有的格式转换为网络标准传输格式-->采取高效的连接方式发送-->确立连接与断开连接重发-->从主机A到主机B的数据通信处理-->向物理地址发送信号

1.7传输方式的分类

　　传输方式分为有连接和面向无连接的两种类型。

2015年11月28日

面向有连接：在发送数据之前需要在收发主机之间连接一条通信线路。

面向无连接：不需要建立和断开连接。

1.8地址

通信传输中，发送端和接收端可以被视为通信主体，他们都能由一个所谓“地址”的信息加以标识出来。

地址是具有唯一性的，一个地址必须表示一个对象主体。当地址总数并不是很多的时候，有了唯一性就可以定位相互通信的主体，然而当地址总数越来越多的时候，如何高效的寻找目标地址也成为了一个重要的问题。

2  TCP/IP知识

2.1TCP/IP出现的背景及其历史

20世纪60年代，很多大学和机构都开始着力于新的通信技术。其中有一家以美国国防部为中心的组织也开始了类似的研究。1969年，为验证分组交换技术的实用性，研究人员搭建了一套网络。，起初至连接了4个节点。这个网络就是人们所称的ARPANET。直到1982年，TCP/IP的具体的规范才最终被确定下来。

从这段文字我了解到，一个协议的设定是为了大多数人的方便，同时一个为大多数人所用的通信规范才称作为协议，因为这个通信规则被大多数人所应用，直到到今天被全球性应用。

2.2TCP/IP的标准化

所谓的TCP/IP协议并不是单单指的是两种协议，是一个协议群的总称。它标准化的精髓在于，一是具有开放性，二是具有实用性。开放由于它的指定可以由世界上的任意一个人来完成，只不过需要经历一些流程罢了，而且协议的内容也是人人可见的。

2.3互联网基础知识

2.4TCP/IP协议分层模型

相比较OSI分层模型，TCP/IP分层将最上面三层合为应用层通过应用程序来实现，再往下第二层的网络层则用互联网层来代替，这两层统一通过操作系统来实现，而数据链路层被网卡层所代替，物理层被硬件所代替，这两层统一通过设备驱动程序和网络接口来实现。

2.5TCP/IP分层模型与通信示例

3  数据链路

3.1数据链路层的作用

数据链路指的是OSI参考模型中的数据链路层，有时也指以太网、无线局域网等通信手段。

数据链路层的协议定义了通过通信媒介互联的设备之间的传输规范。

3.2数据链路相关技术

数据链路相关技术包括了：MAC地址、共享介质型网络、非共享介质型网络、根据MAC地址转发、环路检测技术、VLAN

3.3以太网

在众多的数据链路中最为著名也是最为使用广泛的就是以太网。在以太网普及之初，一般都是采用多台终端连接一根同轴电缆作为共享型介质连接方式。在现在随着设备的处理能力不断增加以及传输速率的提高，一般都采用终端与交换机之间独占光缆的方式实现以太通信。

3.4无线通信

无线通信可以说是我们在生活中接触最多的通行方式了，在我们打开蓝牙传输数据时，我们使用的是无线通信，在我们使用手机连接wifi时，我们使用的是无线通信，在我们使用手机的一切时间里，我们都享受到的是无线通信。

3.5PPP

PPP是指点对点，也就是1对1的连接计算机协议，相当于数据链路层。

PPP不像是以太网和fddi，后两者不仅与OSI参考模型中的数据链路层有关，而写还和物理层有关。但PPP就是纯粹的数据链路层，光有它无法实现通信。

PPPOE也被互联网服务商所使用，在这种互联网接入服务中，通信线路都是以太网的模式。单纯的以太网没有计费模式，但是PPPOE管理以太网之后，就可以利用其验证功能使各家有效的管理终端的使用。

4  IP协议

4.1IP即网际协议

网络层与数据链路层的关系。数据链路层提供直连两个设备之间的通信功能。与之相比，作为网络层的IP则负责在没有直连的两个网络之间进行通信传输。在此处我们可以举一个例子来看。假设有一个人要去很远的地方旅行，并且计划通过不同的交通方式到达，因此他去了旅行社购买机票和火车票。当然旅行社也为他制订了详细的行程表，详细到什么时间乘坐什么样的交通工具。仔细分析一下机票和火车票，不难发现，每张票只能够在某一限定区域内移动。此处的区间内，就如同通信网络上的数据链路。而这个区间内的出发地点和目的地就相当于某一数据链路的源地址和目标地址，整个全程过程就相当于网络层。

4.2 IP基础知识

IP大致分为三大作用模块，分别是：IP寻址、路由以及IP分包与组包。

在网桥或交换集线器等物理层或数据链路层数据包转发设备中，不需要设置IP地址，这些设备只负责将包转化为0、1比特流或者对数据链路帧数据部分进行转发。

4.3IP地址的基础知识

在使用TCP/IP通信时，用IP识别主机和路由器。为保证正常通信，有必要为每个设备配置正确的地址。IP地址由32位正整数表示。TCP/IP通信要求将这样的IP地址分配给每一个参与通信的主机。IP地址在内部以二进制方式被处理。同时，IP地址被分为4个级别，分别为A.B.C.D类，它根据IP地址中的第一位到第四位比特列对其网络标识和主机进行区分。

A类地址以0开头，从第1位到第8位是它的网络标识，后24位是它的主机标识。

B类地址以10开头，从第1位到第16位是它的网络标识，后16位是它的主机标识。

C类地址以110开头，从第1位到第24位是它的网络标识，后8位是它的主机标识。

D类地址以1110开头，从第1位到第32位是它的网络标识，无主机标识，常被用于多播。