计算机网络基础：TCP/IP
计算机网络是不可靠的，存在丢包、乱序、延时；因此需要设计相应的协议规范网络
TCP/IP 协议簇
TCP/IP 协议簇：传输控制协议簇（TCP）和网际协议簇（IP），里面包含了上百个各种功能的协议，是 Internet 国际互联网的基础。
这里只大概说明计算机网络应用用到的简单协议，需要更详尽的研究请参阅《TCP/IP详解 卷1：协议》，全书共三卷：《卷2：实现》、《卷3：TCP事务协议、HTTP、NNTP和UNIX域协议》
OSI 七层模型
TCP/IP 四层模型
TCP 协议
TCP 协议是 Transmission Control Protocol（传输控制协议）的缩写，它是一种面向连接的、可靠的、面向字节流的传输层通信协议。
主要特点
- 面向连接的一对一通信
- 保序、不重复、不丢失的可靠交付
- 双方均可收发全双工通信
- 与上层应用采用面向字节流的的交互方式
交互方式
三次握手
IP 协议
IP 协议是 Internet Protocol（网际互连协议）的缩写，位于网络层，旨在解决互联网问题，实现大规模、异构网络的互联互通；分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系，以利于两者的独立发展。
版本
目前一共两个版本：IPv4和IPv6，后者还能没有普及。
IPv4
目前最流行的版本，使用点分十进制和二进制来表示，如：255.255.255.255（范围：0~255）和 11111111 11111111 11111111 11111111
IPv6
地址长度 128 位，由 8 块（个字段）组成，每一块都包含四位 16 进制数，用冒号分隔，范围从 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 至 ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff
内容
编址方案
分类寻址
IPv4 根据点分四组中的第一组地址范围被划分为五大类：A、B、C、D、E
| 类型 | 十进制首位 | 子网掩码 | 二进制首位 |
|---|---|---|---|
| A 类 | 000-127 | 255.0.0.0 | 00000000 |
| B 类 | 128-191 | 255.255.0.0 | 10000000 |
| C 类 | 192-223 | 255.255.255.0 | 11000000 |
| D 类 | 224-239 | 多路广播 | 11100000 |
| E 类 | 240-255 | 保留地址 | 11110000 |
私有地址
即局域网内部可以自定义使用的 IP 地址
- A 类：10.0.0.0-10.255.255.255
- B 类：127.16.0.0-127.31.255.255
- C 类：192.168.0.0-192.168.255.255
子网划分
将主机地址分为两个部分：子网网络地址和子网主机地址，形式如：
- 未做子网划分的 ip 地址：网络地址＋主机地址
- 做子网划分后的 ip 地址：网络地址＋（子网网络地址＋子网主机地址）
假设对 C 类地址进行子网划分，网络地址 192.168.1.0，使用子网掩码 255.255.255.192 对其进行子网划分。
C 类地址中前 24 位是网络号，最后 8 位是主机号，根据子网掩码可知从 8 位主机号中借用 2 位作为子网号。
由于子网网络地址被划分成 2 位，那么子网地址就有 4 个，分别是 00、01、10、11，具体划分如下图：
封装格式
- 协议报头
- IP 报头
链路报头
转发规则
在发送 IP 包时，首先要确定 IP 包首部中的目标地址，再从路由控制表中找到与该地址具有相同网络地址的记录，根据该记录将 IP 包转发给相应的下一个路由器。如果路由控制表中存在多条相同网络地址的记录，就选择相同位数最多的网络地址，也就是最长匹配。
服务
DNS 域名解析
ARP 与 RARP 协议
DHCP 动态获取 IP 地址
NAT 网络地址转换
ICMP 互联网控制报文协
IGMP 因特网组管理协议
微信
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