Internet的技術(shù)基礎(chǔ)——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多種計(jì)算機(jī)和各類終端通過(guò)通信線路連接起來(lái)的復(fù)合系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)型號(hào)不一，終端類型各異，加之線路類型、連接方式、同步方式、通信方式的不同，給網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)的通信帶來(lái)許多不便。由于在不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，真正以協(xié)同方式進(jìn)行通信的任務(wù)是十分復(fù)雜的。為了設(shè)計(jì)這樣復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，早在最初的ARPANET設(shè)計(jì)時(shí)即提出了分層的方法?！胺謱印笨蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部總是比較易于研究和處理。2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展的四個(gè)階段第一階段：用戶終端的出現(xiàn)第二階段：ARPA網(wǎng)第三階段：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四階段：國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和信息高速公路所謂分層設(shè)計(jì)方法，就是按照信息的流動(dòng)過(guò)程將網(wǎng)絡(luò)的整體功能分解為一個(gè)個(gè)的功能層，不同機(jī)器上的同等功能層之間采用相同的協(xié)議，同一機(jī)器上的相鄰功能層之間通過(guò)接口進(jìn)行信息傳遞。

分層設(shè)計(jì)為什么要分層?處理復(fù)雜的系統(tǒng):清楚的結(jié)構(gòu)允許我們對(duì)大型復(fù)雜系統(tǒng)定義其特定部分，探討其各部分的關(guān)系分層參考模型的討論模塊化使得系統(tǒng)的維護(hù)、升級(jí)簡(jiǎn)化改變其某一層服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)其余部分透明（不影響）e.g.,改變登機(jī)口程序（gateprocedure不影響系統(tǒng)其余部分）分層的弊端?各層可能重復(fù)較低層功能...郵政通信系統(tǒng)

分層之后可以帶來(lái)很多好處 （1）各層之間是獨(dú)立的。 （2）靈活性好。 （3）結(jié)構(gòu)上可以分開。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合則稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（architecture）?；蛘哒f(shuō)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)即這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義，亦稱之為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。

OSI模型和TCP參考模型

OSI模型1．物理層

二、OSI體系結(jié)構(gòu)物理層傳輸數(shù)據(jù)的單位是比特。物理層不是指連接計(jì)算機(jī)的具體的物理設(shè)備或具體的傳輸媒體是什么，因?yàn)樗鼈兊姆N類非常多，物理層的作用是盡可能的屏蔽這些差異，對(duì)它的高層即數(shù)據(jù)鏈路層提供統(tǒng)一的服務(wù)。所以物理層主要關(guān)心的是在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)的比特流。為了達(dá)到這個(gè)目的，物理層在設(shè)計(jì)時(shí)涉及的主要問(wèn)題有：

用多大的電壓代表“1”或“0”，以及當(dāng)發(fā)送端發(fā)出比特“1”時(shí)，在接收端如何識(shí)別出這是比特“1”而不是比特“0”

確定連接電纜材質(zhì)、引線的數(shù)目及定義、電纜接頭的幾何尺寸、鎖緊裝置等l

指出一個(gè)比特信息占用多長(zhǎng)時(shí)間l

采用什么樣的傳輸方式l

初始連接如何建立

當(dāng)雙方結(jié)束通信如何拆除連接。綜上所述，物理層提供為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路所需要的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。2．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)的單位是幀，數(shù)據(jù)幀的幀格式中包括的信息有：地址信息部分、控制信息部分、數(shù)據(jù)部分、校驗(yàn)信息部分。數(shù)據(jù)鏈路層的主要作用是通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（即鏈路控制規(guī)程），在不太可靠的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)據(jù)鏈路層把一條有可能出差錯(cuò)的實(shí)際鏈路，轉(zhuǎn)變成為讓網(wǎng)絡(luò)層向下看起來(lái)好象是一條不出差錯(cuò)的鏈路。為了完成這一任務(wù)，數(shù)據(jù)鏈路層還要解決如下一些主要問(wèn)題：（1）代碼透明性的問(wèn)題。由于物理層只是接收和發(fā)送一串比特流信息而不管其是什么含義。（2）流量控制的問(wèn)題。在數(shù)據(jù)鏈路層還要控制發(fā)送方的發(fā)送速率必須使接收方來(lái)得及接收。當(dāng)接收方來(lái)不及接收時(shí)，就必須及時(shí)地控制發(fā)送方的發(fā)送速率，即在數(shù)據(jù)鏈路層要解決流量控制的問(wèn)題。

3．網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層傳送的數(shù)據(jù)單位是分組或包。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間可能要經(jīng)過(guò)許多個(gè)結(jié)點(diǎn)和鏈路，也可能還要經(jīng)過(guò)好幾個(gè)路由器所連接的通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是要選擇最佳的路由，使發(fā)送站的運(yùn)輸層所傳下來(lái)的報(bào)文能夠正確無(wú)誤地按照目的地址找到目的站，并交付給目的站的運(yùn)輸層。這就是網(wǎng)絡(luò)層的路由選擇功能。路由選擇的好壞在很大程度上決定了網(wǎng)絡(luò)的性能，如網(wǎng)絡(luò)吞吐量（在一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)成功發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量），平均延遲時(shí)間、資源的有效利用率等。路由選擇是廣域網(wǎng)和網(wǎng)際網(wǎng)中非常重要的問(wèn)題，局域網(wǎng)則比較簡(jiǎn)單，甚至可以不需要路由選擇功能。路由選擇的定義是根據(jù)一定的原則和算法在傳輸通路上選出一條通向目的結(jié)點(diǎn)的最佳路徑，一個(gè)好的路由選擇應(yīng)有以下特點(diǎn)：信息傳送所用時(shí)間最短使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡通信量均勻路由選擇算法應(yīng)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，不致因拓?fù)涞淖兓?，影響?bào)文正常到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)。

4．運(yùn)輸層

OSI（開放式系統(tǒng)互連）所定義的運(yùn)輸層正好是七層的中間一層，是通信子網(wǎng)（下面3層）和資源子網(wǎng)（上面3層）的分界線，它屏蔽通信子網(wǎng)的不同，使高層用戶感覺(jué)不到通信子網(wǎng)的存在。它完成資源子網(wǎng)中兩結(jié)點(diǎn)的直接邏輯通信，實(shí)現(xiàn)通信子網(wǎng)中端到端的透明傳輸。運(yùn)輸層信息的傳送單位是報(bào)文。運(yùn)輸層的基本功能是從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)報(bào)文，并且在當(dāng)所發(fā)送的報(bào)文較長(zhǎng)時(shí)，在運(yùn)輸層先要把它分割成若干個(gè)報(bào)文分組，然后再交給它的下一層（即網(wǎng)絡(luò)層）進(jìn)行傳輸。另外，這一層還負(fù)責(zé)報(bào)文錯(cuò)誤的確認(rèn)和恢復(fù)，以確保信息的可靠傳遞。運(yùn)輸層在高層用戶請(qǐng)求建立一條傳輸?shù)奶摂M連接時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層在通信子網(wǎng)中建立一條獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)連接，但如果高層用戶要求比較高的吞吐量時(shí)，運(yùn)輸層也可以同時(shí)建立多條網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)維持一條傳輸連接請(qǐng)求，這種技術(shù)叫“分流技術(shù)”。有時(shí)為了節(jié)省費(fèi)用，對(duì)速度要求不是很高的高層用戶請(qǐng)求，運(yùn)輸層也可以將多個(gè)傳輸通信合用一條通信子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接。這種技術(shù)叫“復(fù)用技術(shù)”。運(yùn)輸層除了有以上功能和作用外，它還要處理端到端的差錯(cuò)控制和流量控制的問(wèn)題。通常上互連網(wǎng)所采用的TCP/IP協(xié)議中的TCP（傳輸控制協(xié)議）協(xié)議就是屬于運(yùn)輸層。而登錄NOVELL服務(wù)器所必須使用的IPX/SPX協(xié)議中的SPX（順序包交換協(xié)議）協(xié)議也是屬于運(yùn)輸層。5．會(huì)話層

如果不看表示層，在OSI開放式系統(tǒng)互連的會(huì)話層就是用戶和網(wǎng)絡(luò)的接口，這是進(jìn)程到進(jìn)程之間的層次。會(huì)話層允許不同機(jī)器上的用戶建立會(huì)話關(guān)系，目的是完成正常的數(shù)據(jù)交換，并提供了對(duì)某些應(yīng)用的增強(qiáng)服務(wù)會(huì)話，也可被用于遠(yuǎn)程登錄到分時(shí)系統(tǒng)或在兩個(gè)機(jī)器間傳遞文件。會(huì)話層對(duì)高層提供的服務(wù)主要是“管理會(huì)話”。一般，兩個(gè)用戶要進(jìn)行會(huì)話，首先雙方都有必須接受對(duì)方，以保證雙方有權(quán)參加會(huì)話；其次是會(huì)話雙方要確定通信方式，即會(huì)話允許信息同時(shí)雙向傳輸或任一時(shí)刻僅能單向傳輸，若是后者，會(huì)話層將記錄此刻由哪一個(gè)用戶進(jìn)程來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，為了保證單向傳輸?shù)恼_性，即在某一個(gè)時(shí)刻僅能一方發(fā)送，會(huì)話層提供了令牌管理，令牌可以在雙方之間交換，只有持有令牌的一方才可以執(zhí)行發(fā)送報(bào)文這樣的操作。會(huì)話層提供的另一種服務(wù)叫“同步服務(wù)”。綜上所述，會(huì)話層的主要功能歸結(jié)為：允許在不同主機(jī)上的各種進(jìn)程間進(jìn)行會(huì)話。6．表示層

在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)的用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，并非是隨機(jī)的交換數(shù)據(jù)比特流，而是交換一些有具體意義的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息有一定的表示格式，例如表示人名用字符型數(shù)據(jù)，表示貨幣數(shù)量用浮點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)等等。那么不同的計(jì)算機(jī)可能采用不同的編碼方法來(lái)表示這些數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為讓采用不同編碼方法的計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行交互通信，能相互理解所交換數(shù)據(jù)的值，可以采用抽象的標(biāo)準(zhǔn)法來(lái)定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并采用標(biāo)準(zhǔn)的編碼形式。表示層管理這些抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且在計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示和網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)表示法之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也即表示層關(guān)心的是數(shù)據(jù)傳送的語(yǔ)義和語(yǔ)法兩個(gè)方面的內(nèi)容。但其僅完成語(yǔ)法的處理，而語(yǔ)義的處理是由應(yīng)用層來(lái)完成的。表示層的另一功能是數(shù)據(jù)的加密和解密，為了防止數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)中傳輸時(shí)敵意的竊聽和篡改，發(fā)送方的表示層將要傳送的報(bào)文進(jìn)行加密后再傳輸，接收方的表示層在收到密文后，對(duì)其進(jìn)行解密，把解密后還原成的原始報(bào)文傳送給應(yīng)用層。表示層所提供的功能還有文本的壓縮功能，文本壓縮的目的是為了把文本非常大的數(shù)據(jù)量利用壓縮技術(shù)使其數(shù)據(jù)量盡可能的減小，以滿足一般通信帶寬的要求，提高線路利用率，從而節(jié)省經(jīng)費(fèi)。綜上所述，表示層是為上層提供共同需要數(shù)據(jù)或信息語(yǔ)法的表示變換。

7．應(yīng)用層

應(yīng)用層是OSI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的最高層，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與最終用戶的界面，為網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信提供專用的程序。OSI的7層協(xié)議從功能劃分來(lái)看，下面6層主要解決支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能所需要的通信和表示問(wèn)題，應(yīng)用層則提供完成特定網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)所需要的各種應(yīng)用協(xié)議。應(yīng)用層的一個(gè)主要解決是虛擬終端的問(wèn)題。大家都知道世界上有上百種互不兼容的終端，要把它們組裝成網(wǎng)絡(luò)，即讓一個(gè)廠家的主機(jī)與另一個(gè)廠家的終端通信，就不得不在主機(jī)方設(shè)計(jì)一個(gè)專用的軟件包，以實(shí)現(xiàn)異種機(jī)、終端的連接。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有N種不同類型的終端和M種不同類型的主機(jī)，為實(shí)現(xiàn)它們之間的交互通信，要求每一臺(tái)主機(jī)都得為每一種終端設(shè)計(jì)一個(gè)專用的軟件包，最壞情況下，需要配置MxN個(gè)專用的軟件包，顯然這種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難，為此，可采用建立一個(gè)統(tǒng)一的終端協(xié)議方法，使所有不同類型的終端都能通過(guò)這種終端協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)主機(jī)互連。這種終端協(xié)議就稱為虛擬終端協(xié)議。應(yīng)用層的另一個(gè)功能是文件傳輸協(xié)議FTP。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)都有自己的文件管理系統(tǒng)，由于各臺(tái)機(jī)器的字長(zhǎng)、字符集、編碼等存在著差異，文件的組織和數(shù)據(jù)表示又因機(jī)器而各不相同，這就給數(shù)據(jù)、文件在計(jì)算機(jī)之間的傳送帶來(lái)不便，有必要在全網(wǎng)范圍內(nèi)建立一個(gè)公用的文件傳送規(guī)則，即文件傳送協(xié)議。應(yīng)用層還有電子郵件的功能，電子郵件系統(tǒng)是用電子方式代替郵局進(jìn)行傳遞信件的系統(tǒng)。信件泛指文字、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形等各種信息，利用電子手段將其由一處傳遞至另一處或多處。OSI模型本身并不是一個(gè)真正的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗⑽炊x每一層上所用到的服務(wù)和協(xié)議，它只是指明了每一層上應(yīng)該實(shí)現(xiàn)哪些功能。

OSI模型失敗原因

（1）OSI的專家們?cè)谕瓿蒓SI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒(méi)有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力； （2）OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)過(guò)分復(fù)雜，且運(yùn)行效率很低； （3）OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長(zhǎng)，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無(wú)法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)； （4）OSI的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。分層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳送應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PDU鏈路層頭部網(wǎng)絡(luò)層頭部

傳輸層頭部…數(shù)據(jù)實(shí)線：實(shí)際傳送方向虛線：感覺(jué)傳送方向三、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)1、由APM到TCP/IP：ARM是ARPA網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)參考模型。TCP/IP體系共分成五個(gè)層次。它們分別是：物理層、網(wǎng)絡(luò)接口層、互聯(lián)網(wǎng)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層。

2．網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層與OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層相對(duì)應(yīng)，它不是TCP/IP協(xié)議的一部分，但它是TCP/IP賴以存在的與各種通信網(wǎng)之間的接口，所以，TCP/IP對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口層并沒(méi)有給出具體的規(guī)定。2、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)1.物理層該層是數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的物理接口，它定義了傳輸媒體、傳輸速率及信號(hào)編碼機(jī)制的特性。3．互聯(lián)網(wǎng)該層有四個(gè)主要的協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議IP、Internet控制報(bào)文協(xié)議ICMP、地址解析協(xié)議APR和逆地址解析協(xié)議RARP。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是使主機(jī)可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)并使分組獨(dú)立地傳向目標(biāo)（可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡(luò)）。這些分組到達(dá)的順序和發(fā)送的順序可能不同，因此如果需要按順序發(fā)送及接收時(shí)，高層必須對(duì)分組排序。這就象一個(gè)人郵寄一封信，不管他準(zhǔn)備郵寄到哪個(gè)國(guó)家，他僅需要把信投入郵箱，這封信最終會(huì)到達(dá)目的地。這封信可能會(huì)經(jīng)過(guò)很多的國(guó)家，每個(gè)國(guó)家可能有不同的郵件投遞規(guī)則，但這對(duì)用戶是透明的，用戶是不必知道這些投遞規(guī)則。另外，網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)際協(xié)議IP的基本功能是：無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳送和數(shù)據(jù)報(bào)的路由選擇，即IP協(xié)議提供主機(jī)間不可靠的、無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳送?；ミB網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP提供的服務(wù)有：測(cè)試目的地的可達(dá)性和狀態(tài)、報(bào)文不可達(dá)的目的地、數(shù)據(jù)報(bào)的流量控制、路由器路由改變請(qǐng)求等。地址轉(zhuǎn)換協(xié)議ARP的任務(wù)是查找與給定IP地址相對(duì)應(yīng)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)物理地址。反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議RARP主要解決物理網(wǎng)絡(luò)地址到IP地址的轉(zhuǎn)換。4．運(yùn)輸層TCP/IP的運(yùn)輸層提供了兩個(gè)主要的協(xié)議，即傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP，它的功能是使源主機(jī)和目的主機(jī)的對(duì)等實(shí)體之間可以進(jìn)行會(huì)話。其中TCP是面向連接的協(xié)議。所謂連接，就是兩個(gè)對(duì)等實(shí)體為進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而進(jìn)行的一種結(jié)合。面向連接服務(wù)是在數(shù)據(jù)交換之前，必須先建立連接。當(dāng)數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，則應(yīng)終止這個(gè)連接。面向連接服務(wù)具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個(gè)階段。在傳送數(shù)據(jù)時(shí)是按序傳送的。用戶數(shù)據(jù)協(xié)議是無(wú)連接的服務(wù)。在無(wú)連接服務(wù)的情況下，兩個(gè)實(shí)體之間的通信不需要先建立好一個(gè)連接，因此其下層的有關(guān)資源不需要事先進(jìn)行預(yù)定保留。這些資源將在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行分配。無(wú)連接服務(wù)的另一特征就是它不需要通信的兩個(gè)實(shí)體同時(shí)是活躍的（即處于激活態(tài)）。當(dāng)發(fā)送端的實(shí)體正在進(jìn)行發(fā)送時(shí)，它才必須是活躍的。無(wú)連接服務(wù)的優(yōu)點(diǎn)是靈活方便和比較迅速。但無(wú)連接服務(wù)不能防止報(bào)文的丟失、重復(fù)或失序。無(wú)連接服務(wù)特別適合于傳送少量零星的報(bào)文。5．應(yīng)用層在TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中并沒(méi)有OSI的會(huì)話層和表示層，TCP/IP把它都?xì)w結(jié)到應(yīng)用層。所以，應(yīng)用層包含所有的高層協(xié)議，如虛擬終端協(xié)議（TELNET）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議（SMTP）和域名服務(wù)（DNS）等等。具有五層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)：分層是針對(duì)軟件的邏輯分層從操作系統(tǒng)的角度上來(lái)講，操作系統(tǒng)內(nèi)核中通常要實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧底層功能則通常由硬件（網(wǎng)絡(luò)適配器）及其驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用層上，操作系統(tǒng)提供給用戶使用傳輸層服務(wù)的接口分層后，主機(jī)上的數(shù)據(jù)從應(yīng)用層產(chǎn)生到此數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)適配器中真正發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，將添加一些必要的控制信息，這些控制信息將有助于應(yīng)用層的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中正確的傳遞到目的地?cái)?shù)據(jù)在各層間的傳遞過(guò)程不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次不同端主機(jī)涉及到具體的應(yīng)用，必須實(shí)現(xiàn)5層協(xié)議交換機(jī)僅完成數(shù)據(jù)鏈路層幀的轉(zhuǎn)發(fā)，只需實(shí)現(xiàn)2層協(xié)議路由器對(duì)網(wǎng)絡(luò)層分組的轉(zhuǎn)發(fā)，因此需要實(shí)現(xiàn)3層協(xié)議四、各層次的相關(guān)協(xié)議和設(shè)備1、物理層：定義了基本連接的機(jī)械和電器特性，包括把兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在網(wǎng)絡(luò)上的電纜、連接口以及信號(hào)選項(xiàng)等。A、物理層解決的問(wèn)題：（1）線路配置（2）數(shù)據(jù)通信模式（3）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（4）信號(hào)（5）編碼（6）接口（7）媒介B、物理層協(xié)議（通信規(guī)程）：DTE和DCE之間的一組約定（1）DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）（2）DCE（數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備）（3）常用物理層接口標(biāo)準(zhǔn)：RS-232、RS-449、RS-422-A、RS-423-A（4）接口標(biāo)準(zhǔn)建議書：ITU-TX.21物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機(jī)械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過(guò)程特性指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。大多數(shù)以串行方式傳輸RS-232接口RS-422-A

與DTE設(shè)備連接接口（計(jì)算機(jī)）與DCE設(shè)備連接接口（Modem)2、數(shù)據(jù)鏈路層A、具體責(zé)任：（1）點(diǎn)到點(diǎn)傳遞（2）尋址（3）訪問(wèn)控制（4）流控（5）錯(cuò)誤處理（6）同步數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制層（LLC）和媒體訪問(wèn)控制層（MAC），其中，MAC地址也叫做物理地址或硬件地址，由網(wǎng)卡的編號(hào)唯一確定。

以太網(wǎng)尋址MAC地址：固化在網(wǎng)卡上串行EEPROM中的物理地址，通常有48位長(zhǎng)，任何一臺(tái)主機(jī)都至少有一個(gè)MAC地址，而每一臺(tái)路由器或交換機(jī)則至少有兩個(gè)以上的地址。以太網(wǎng)尋址MAC地址的作用：有了MAC地址，數(shù)據(jù)幀的傳遞就是有目的的傳送。數(shù)據(jù)幀頭中將包含源主機(jī)和目的主機(jī)的MAC地址，主機(jī)網(wǎng)卡一旦探測(cè)到有數(shù)據(jù)幀到來(lái)，將檢查此幀中的目的MAC地址是否是本機(jī)，是則繼續(xù)收取完整的數(shù)據(jù)幀，否則放棄。。以太網(wǎng)尋址任何一個(gè)數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址和目的MAC地址相關(guān)的主機(jī)必然是相鄰的對(duì)于源主機(jī)和目的主機(jī)在同一個(gè)局域網(wǎng)是顯然的。對(duì)跨網(wǎng)通信，此時(shí)源主機(jī)發(fā)送給目的主機(jī)的數(shù)據(jù)幀中，其目的MAC地址并非目的主機(jī)的網(wǎng)卡地址，而是與源主機(jī)相連的網(wǎng)關(guān)路由器的MAC地址，因?yàn)閿?shù)據(jù)要發(fā)送到目的主機(jī)，必須要依靠路由器的選路才能到達(dá)目的主機(jī)，因此數(shù)據(jù)幀應(yīng)先發(fā)給與源主機(jī)相鄰的網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)選擇路由。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議地址解析協(xié)議（ARP）用于將計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址（32位IP地址）轉(zhuǎn)化為物理地址（48位MAC地址）的協(xié)議[RFC826]。ARP協(xié)議是屬于數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議。ARP協(xié)議的基本功能就是通過(guò)目標(biāo)設(shè)備的IP地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的MAC地址，以保證通信的順利進(jìn)行。數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議很多，最基本的是自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求（ARQ）協(xié)議，它有三種形式：停等協(xié)議ARQ、連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ。還有：高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC；點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議PPP——Point-to-PointProtocol面向字符協(xié)議SLIP

3、網(wǎng)絡(luò)層A、網(wǎng)絡(luò)層提供了兩種服務(wù)：交換和路由網(wǎng)絡(luò)層具體任務(wù)（1）源到宿傳遞（2）邏輯尋址（3）路由（4）地址轉(zhuǎn)換（5）復(fù)用B、網(wǎng)際互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：中繼器，網(wǎng)橋，路由器，網(wǎng)關(guān)中繼器中繼器(REPEATER)中繼器是網(wǎng)絡(luò)物理層上面的連接設(shè)備。適用于完全相同的兩類網(wǎng)絡(luò)的互連，主要功能是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的重新如同用戶登錄信息一樣，IP和MAC地址在網(wǎng)上無(wú)加密傳遞也很不安全。NAT可把合法IP地址和MAC地址翻譯成非法IP地址和MAC地址在網(wǎng)上傳遞，到達(dá)目標(biāo)路由器后反翻譯成合法IP與MAC地址發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)，來(lái)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木嚯x。中繼器是對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生和還原的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備OSI模型的物理層設(shè)備中繼器（RPrepeater）是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘?hào)功率會(huì)逐漸衰減，衰減到一定程度時(shí)將造成信號(hào)失真，因此會(huì)導(dǎo)致接收錯(cuò)誤。中繼器就是為解決這一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。它完成物理線路的連接，對(duì)衰減的信號(hào)進(jìn)行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同。一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。從理論上講中繼器的使用是無(wú)限的，網(wǎng)絡(luò)也因此可以無(wú)限延長(zhǎng)。事實(shí)上這是不可能的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)信號(hào)的延遲范圍作了具體的規(guī)定，中繼器只能在此規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行有效的工作，否則會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)故障。網(wǎng)橋網(wǎng)橋同時(shí)作用于OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。網(wǎng)橋的功能在延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)跨度上類似于中繼器，網(wǎng)橋的中繼功能僅僅依賴于MAC幀的地址，因而對(duì)高層協(xié)議完全透明。

網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)：用網(wǎng)橋進(jìn)行互連克服了物理限制，這意味著構(gòu)成LAN的數(shù)據(jù)站總數(shù)和網(wǎng)段數(shù)很容易擴(kuò)充。

網(wǎng)橋的主要缺點(diǎn)是：由于網(wǎng)橋在執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)前先接收幀并進(jìn)行緩沖，與中繼器相比會(huì)引入更多時(shí)延。由于網(wǎng)橋不提供流控功能，因此在流量較大時(shí)有可能使其過(guò)載，從而造成幀的丟失。

路由器路由器工作在OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。路由器中包含有軟件，可以在地址之間存在的若干路徑之間為某次特定的傳輸選擇一條最好的路徑。路由器的基本協(xié)議與技術(shù)：VPN:VPN（VirtualPrivateNetwork-虛擬專用網(wǎng)）解決方案是路由器具有的重要功能之一數(shù)據(jù)加密：在加密過(guò)程中加密位數(shù)是一個(gè)很重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到解密的難易程度，其中Intel9000系列路由器表現(xiàn)最為優(yōu)異，為一百多位加密。NAT（NetworkAddressTranslation-網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議）：如同用戶登錄信息一樣，IP和MAC地址在網(wǎng)上無(wú)加密傳遞也很不安全。NAT可把合法IP地址和MAC地址翻譯成非法IP地址和MAC地址在網(wǎng)上傳遞，到達(dá)目標(biāo)路由器后反翻譯成合法IP與MAC地址

所謂路由就是指通過(guò)相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，在路由過(guò)程中，信息至少會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。通常，人們會(huì)把路由和交換進(jìn)行對(duì)比，這主要是因?yàn)樵谄胀ㄓ脩艨磥?lái)兩者所實(shí)現(xiàn)的功能是完全一樣的。其實(shí)，路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換在移動(dòng)信息的過(guò)程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。網(wǎng)橋與路由器的比較網(wǎng)橋并不了解其轉(zhuǎn)發(fā)幀中高層協(xié)議的信息，這使它可以同時(shí)以同種方式處理IP、IPX等協(xié)議，它還提供了將無(wú)路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)（如NetBEUI）分段的功能。由于路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)，因此它們更容易互連不同的數(shù)據(jù)鏈路層，如令牌環(huán)網(wǎng)段和以太網(wǎng)段。網(wǎng)橋通常比路由器難控制。象IP等協(xié)議有復(fù)雜的路由協(xié)議，使網(wǎng)管易于管理路由；IP等協(xié)議還提供了較多的網(wǎng)絡(luò)如何分段的信息（即使其地址也提供了此類信息）。而網(wǎng)橋則只用MAC地址和物理拓?fù)溥M(jìn)行工作。因此網(wǎng)橋一般適于小型較簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語(yǔ)言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡(jiǎn)單地傳達(dá)信息不同，網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過(guò)濾和安全功能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在OSI7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層。網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。（3）網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議a、分組交換網(wǎng)網(wǎng)際協(xié)議：ITU-TX.75分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)之間國(guó)際電路的終接和傳送呼叫過(guò)程的信令系統(tǒng)的建議。b、Internet網(wǎng)際協(xié)議IPV4網(wǎng)際協(xié)議（InternetProtocol，縮寫：IP），或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是用于報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)的一種面向數(shù)據(jù)的協(xié)議。

網(wǎng)際協(xié)議是第三層主要的協(xié)議，是Internet最基本、最重要的協(xié)議，通?？s寫為IP。IP負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)單元從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

IP提供了三個(gè)基本功能：第一是基本數(shù)據(jù)單元的傳送，規(guī)定了通過(guò)TCP/IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)的格式；第二是IP軟件執(zhí)行路由功能，選擇傳遞數(shù)據(jù)的路徑；第三是確定主機(jī)和路由器如何處理分組的規(guī)則，以及產(chǎn)生差錯(cuò)報(bào)文后的處理方法。數(shù)據(jù)在IP互聯(lián)網(wǎng)中傳送時(shí)會(huì)被封裝為報(bào)文或封包。IP協(xié)議的獨(dú)特之處在于：在報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)之前，無(wú)須與先前未曾通信過(guò)的目的主機(jī)預(yù)先建立好一條特定的“通路”。網(wǎng)際協(xié)議提供了一種“不可靠的”數(shù)據(jù)包傳輸機(jī)制（也被稱作“盡力而為”）；也就是說(shuō)，它不保證數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確的傳輸。數(shù)據(jù)包在到達(dá)的時(shí)候可能已經(jīng)損壞，順序錯(cuò)亂（與其它一起傳送的封包相比），產(chǎn)生冗余包，或者全部丟失。如果應(yīng)用需要保證可靠性，一般需要采取其他的方法，例如利用IP的上層協(xié)議控制。與IP協(xié)議配套使用的三個(gè)協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP：將IP地址映射到物理地址逆地址解析協(xié)議RARP：從硬件地址尋找其邏輯地址

Internet控制報(bào)文協(xié)議ICMP（InternetControlMessageProtocol）：是TCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息?？刂葡⑹侵妇W(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用IP數(shù)據(jù)報(bào)結(jié)構(gòu)版本號(hào)4位，當(dāng)前為0100，表示IPv4，它說(shuō)明首部格式是IPv4的格式長(zhǎng)度4位，單位為4字節(jié)，例如0101表示首部20字節(jié)，這是首部的最小長(zhǎng)度服務(wù)類型8位優(yōu)先級(jí)D：DelayT：ThroughputR：Reliability01234567優(yōu)先級(jí)DTR未用總長(zhǎng)度16位，以字節(jié)為單位，它表示首部和數(shù)據(jù)區(qū)（指分組的一個(gè)分片）的總長(zhǎng)度，64KB標(biāo)識(shí)域16位，用于IP分片，同一報(bào)文的IP分片具有相同的標(biāo)識(shí)標(biāo)志3位，用于IP分片，標(biāo)志為1表示該分片仍有后續(xù)分片，為0表示該分片為最后一個(gè)分片分片偏移量13位，用于IP分片，表示此分片在原報(bào)文中的位移，以8字節(jié)為單位生存時(shí)間TTL初值255，經(jīng)過(guò)路由器將遞減，減為0時(shí)扔掉上層協(xié)議8位，用于指示此IP分組承載的是何種上層協(xié)議的數(shù)據(jù)6——TCP；17——UDP首部校驗(yàn)和16位，用于幫助路由器檢測(cè)收到的IP分組中的比特錯(cuò)誤算法：初值取為0，對(duì)首部的每個(gè)16位（除首部校驗(yàn)和外），進(jìn)行16位累加，結(jié)果值反號(hào)（碼求補(bǔ)：各位變反加1），即為首部校驗(yàn)和

源IP地址和目的IP地址32位源主機(jī)產(chǎn)生分組時(shí)，在源IP地址字段中填入它的IP地址在目的IP地址字段中插入最終的目的地IP地址選項(xiàng)可以有，也可以沒(méi)有，并且總長(zhǎng)度可變數(shù)據(jù)含有要交付給目的地的傳輸層報(bào)文（TCP或UDP）也可以承載其他類型的數(shù)據(jù)，如ICMP報(bào)文

1、什么是IP地址 IP地址即：互聯(lián)網(wǎng)地址Internet地址，又稱為網(wǎng)際協(xié)議地址，是用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)上計(jì)算機(jī)的邏輯地址。 每臺(tái)連網(wǎng)計(jì)算機(jī)都依靠IP地址來(lái)標(biāo)識(shí)自己2、IP地址的特性IP地址必須唯一每臺(tái)連網(wǎng)計(jì)算機(jī)都依靠IP地址來(lái)互相區(qū)分、相互聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)IP地址幫你找到目的端IP地址由統(tǒng)一的組織（ICANN）負(fù)責(zé)分配，任何個(gè)人都不能隨便使用IP地址3、由于目前使用的是IPV4版本，IP地址的長(zhǎng)度是32bit.按照TCP/IP（TransportControlProtocol/InternetProtocol，傳輸控制協(xié)議/Internet協(xié)議）協(xié)議規(guī)定，IP地址用二進(jìn)制來(lái)表示，每個(gè)IP地址長(zhǎng)32bit，比特?fù)Q算成字節(jié)，就是4個(gè)字節(jié)。例如一個(gè)采用二進(jìn)制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，這么長(zhǎng)的地址，人們處理起來(lái)也太費(fèi)勁了。為了方便人們的使用，IP地址經(jīng)常被寫成十進(jìn)制的形式，中間使用符號(hào)“.”分開不同的字節(jié)。于是，上面的IP地址可以表示為“”。IP地址的這種表示法叫做“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”，這顯然比1和0容易記憶得多。

如何分配IP地址TCP/IP協(xié)議需要針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同的設(shè)置，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)一般需要一個(gè)“IP地址”、一個(gè)“子網(wǎng)掩碼”、一個(gè)“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”。不過(guò)，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP），給客戶端自動(dòng)分配一個(gè)IP地址，避免了出錯(cuò)，也簡(jiǎn)化了TCP/IP協(xié)議的設(shè)置。

那么，局域網(wǎng)怎么分配IP地址呢？互聯(lián)網(wǎng)上的IP地址統(tǒng)一由一個(gè)叫“IANA”（InternetAssignedNumbersAuthority，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)分配機(jī)構(gòu)）的組織來(lái)管理。

IP地址的格式與分類InterNIC將IP地址分為五類，A類保留給政府機(jī)構(gòu)，B類分配給中等規(guī)模的公司，C類分配給任何需要的人，D類用于組播，E類用于實(shí)驗(yàn)，各類可容納的地址數(shù)目不同。IP地址的分類每個(gè)IP地址都包含兩部分，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)IP地址的分類 IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)><主機(jī)號(hào)>}A類地址x＜1280網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)B類地址128≤x＜19210網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)C類地址192≤x＜224110網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)D類地址224≤x＜2401110多點(diǎn)播送地址E類地址240≤x＜24811110保留類IP地址范圍子網(wǎng)掩碼A-55224-2臺(tái)主機(jī)B-55216-2臺(tái)主機(jī)C-55254臺(tái)主機(jī)子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼IP地址的格式與分類1.A類地址

一個(gè)A類IP地址僅使用第一個(gè)8位位組表示網(wǎng)絡(luò)地址。剩下的3個(gè)8位位組表示主機(jī)地址。A類地址的第一個(gè)位總為0，這一點(diǎn)在數(shù)學(xué)上限制了A類地址的范圍小于127,127是64+32+16+8+4+2+1的和。最左邊位表示128，在這里空缺。因此僅有127個(gè)可能的A類網(wǎng)絡(luò)。A類地址后面的24位(3個(gè)點(diǎn)-十進(jìn)制數(shù))表示可能的主機(jī)地址，A類網(wǎng)絡(luò)地址的范圍從到。注意只有第一個(gè)8位位組表示網(wǎng)絡(luò)地址，剩余的3個(gè)8位位組用于表示第一個(gè)8位位組所表示網(wǎng)絡(luò)中惟一的主機(jī)地址，當(dāng)用于描述網(wǎng)絡(luò)時(shí)這些位置為0。注意技術(shù)上講，也是一個(gè)A類地址，但是它已被保留作閉環(huán)（lookback）測(cè)試之用而不能分配給一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。每一個(gè)A類地址能支持16777214個(gè)不同的主機(jī)地址，這個(gè)數(shù)是由2的24次方再減去2得到的。減2是必要的，因?yàn)镮P把全0保留為表示網(wǎng)絡(luò)而全1表示網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的廣播地址。其中和55保留

IP地址的格式與分類2.B類地址

設(shè)計(jì)B類地址的目的是支持中到大型的網(wǎng)絡(luò)。B類網(wǎng)絡(luò)地址范圍從到。B類地址蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)邏輯是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。一個(gè)B類IP地址使用兩個(gè)8位位組表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)，另外兩個(gè)8位位組表示主機(jī)號(hào)。B類地址的第1個(gè)8位位組的前兩位總置為10，剩下的6位既可以是0也可以是1，這樣就限制其范圍小于等于191，由128+32+16+8+4+2+1得到。最后的16位(2個(gè)8位位組)標(biāo)識(shí)可能的主機(jī)地址。每一個(gè)B類地址能支持64534個(gè)惟一的主機(jī)地址，這個(gè)數(shù)由2的16次方減2得到。B類網(wǎng)絡(luò)僅有16382個(gè)，其中和55保留。

IP地址的格式與分類3.C類地址

C類地址用于支持大量的小型網(wǎng)絡(luò)。這類地址可以認(rèn)為與A類地址正好相反。A類地址使用第一個(gè)8位位組表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)，剩下的3個(gè)表示主機(jī)號(hào)，而C類地址使用三個(gè)8位位組表示網(wǎng)絡(luò)地址，僅用一個(gè)8位位組表示主機(jī)號(hào)。C類地址的前3位數(shù)為110，前兩位和為192(128+64)，這形成了C類地址空間的下界。第三位等于十進(jìn)制數(shù)32,這一位為0限制了地址空間的上界。不能使用第三位限制了此8位位組的最大值為255-32等于223。因此C類網(wǎng)絡(luò)地址范圍從至。最后一個(gè)8位位組用于主機(jī)尋址。每一個(gè)C類地址理論上可支持最大256個(gè)主機(jī)地址(0～255)，但是僅有254個(gè)可用，因?yàn)?和255不是有效的主機(jī)地址?？梢杂?097150個(gè)不同的C類網(wǎng)絡(luò)地址，其中和55保留。

IP地址的格式與分類IP地址的格式與分類4.D類地址

D類地址用于在IP網(wǎng)絡(luò)中的組播(multicasting，又稱為多目廣播)。D類地址的前4位恒為1110，預(yù)置前3位為1意味著D類地址開始于128+64+32等于224。第4位為0意味著D類地址的最大值為128+64+32+8+4+2+1為239，因此D類地址空間的范圍從到54。

IP地址的格式與分類5.E類地址

E類地址保留作研究之用。因此Internet上沒(méi)有可用的E類地址。E類地址的前4位恒為1，因此有效的地址范圍從至55。

IP地址的格式與分類總的來(lái)說(shuō)，ip地址分類由第一個(gè)八位組的值來(lái)確定。任何一個(gè)0到127間的網(wǎng)絡(luò)地址均是一個(gè)A類地址。任何一個(gè)128到191間的網(wǎng)絡(luò)地址是一個(gè)B類地址。任何一個(gè)192到223間的網(wǎng)絡(luò)地址是一個(gè)C類地址。任何一個(gè)第一個(gè)八位組在224到239間的網(wǎng)絡(luò)地址是一個(gè)組播地址即D類地址。E類保留。特殊IP地址網(wǎng)絡(luò)地址00000000主機(jī)地址主機(jī)號(hào)為“0”的IP地址代表本網(wǎng)絡(luò)地址，用于標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一般不分配給主機(jī)。如11111111廣播地址不代表某臺(tái)具體的主機(jī)，是指滿足一定條件的一組機(jī)器。廣播地址只能作為IP報(bào)文的目的地址，表示該報(bào)文的一組接收者直接廣播地址(directbroadcast)

不可作為源主機(jī)地址， 直接廣播地址=網(wǎng)絡(luò)號(hào)+主機(jī)地址部分為全“1”，如：255。一臺(tái)主機(jī)可以用直接廣播地址向任何指定的網(wǎng)絡(luò)直接廣播它的分組報(bào)文，即使發(fā)送和接站點(diǎn)不在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，也可以用廣播地址向某個(gè)子網(wǎng)上所有的主機(jī)廣播信息。每臺(tái)主機(jī)和路由器等設(shè)備都會(huì)接收和處理目的地址為本網(wǎng)廣播地址的分組報(bào)文。網(wǎng)絡(luò)地址（1）（2）特殊IP地址00000000000000000000000000000000全0地址“”表示本主機(jī)，不可作為有效目的地址使用。網(wǎng)絡(luò)上任何一臺(tái)主機(jī)都可以用它來(lái)表示自己。（3）（4）11111111111111111111111111111111

有限廣播地址(limitedbroadcastaddress)不可作為源主機(jī)地址有限廣播地址=32個(gè)比特為全1 如：55有限廣播地址被用做在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部廣播，主機(jī)在不知道自己的網(wǎng)絡(luò)地址的情況，使有限廣播地址也可以向本子網(wǎng)上所有的其它主機(jī)發(fā)送消息。

網(wǎng)絡(luò)地址部分全0表示本網(wǎng)的某臺(tái)主機(jī)，不可作為有效目的地址使用。如：2（5）主機(jī)地址000000000000000000000000主機(jī)地址特殊IP地址01111111XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

回送地址(loopbackaddress)（A類地址）任何一個(gè)以數(shù)字127開頭的IP地址 如：127.any.any.any 每個(gè)主機(jī)上對(duì)應(yīng)于IP地址有個(gè)接口，稱為回送接口(loopbackinterface)任何程序用回送地址作為目的地址時(shí)，計(jì)算機(jī)上的協(xié)議軟件不會(huì)把該數(shù)據(jù)報(bào)向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送，而是把數(shù)據(jù)直接返回給本主機(jī)。

不可作為有效地址出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上。

（6）IP地址