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小紅帽技術論壇 : Powered by vBulletin version 2.2.9 小紅帽技術論壇 > 電腦類 > IT認證考試板 > 《教學》CISCO之CCNA教學第三 TCP/IP
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benshaoxw
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《教學》CISCO之CCNA教學第三 TCP/IP-----testpassport.net 導師

   這個tcp/ip的教程時主要是考慮到現在的網際網路幾乎全都是基於tcp/ip協議的,所以我們應該明白的壹點就是這個tcp/ip的架構究竟是什麽?它怎樣為我們服務。它成為被稱作“全球互聯網”或“因特網(Internet)”的基礎,能夠將絕大部分的計算機連接起來,不管妳用什麽操作系統,可見tcp/ip體系是本世紀互聯網發展的根本基石。對於網絡程序員來說;了解tcp/ip的機理,可以有構造任何網絡應用程序的基本要素,什麽winsocket,串口通訊等等甚至木馬,妳都會迎刃而解。

  壹

  首先說說網絡協議的層次,網絡協議通常分不同層次進行開發,每壹層分別負責不同的通信功能。壹個協議族,比如T C P / I P,是壹組不同層次上的多個協議的組合。

  (1) 鏈路層,有時也稱作數據鏈路層或網絡接口層,通常包括操作系統中的設備驅動程序和計算中對應的網絡接口卡。它們壹起處理與電纜(或其他任何傳輸媒介)的物理接口細節。

  (2) 網絡層,有時也稱作互聯網層,處理分組在網絡中的活動,例如分組的選路。在T C P / I P協議族中,網絡層協議包括I P協議(網際協議),I C M P協議(I n t e r n e t互聯網控制報文協議),以及I G M P協議(I n t e r n e t組管理協議)。

  (3)運輸層,主要為兩臺主機上的應用程序提供端到端的通信。在T C P / I P協議族中,有兩個互不相同的傳輸協議: T C P(傳輸控制協議)和U D P(用戶數據報協議)。T C P為兩臺主機提供高可靠性的數據通信。它所做的工作包括把應用程序交給它的數據分成合適的小塊交給下面的網絡層,確認接收到的分組,設置發送最後確認分組的超時時鐘等。由於運輸層提供了高可靠性的端到端的通信,因此應用層可以忽略所有這些細節。而另壹方面, U D P則為應用層提供壹種非常簡單的服務。它只是把稱作數據報的分組從壹臺主機發送到另壹臺主機,但並不保證該數據報能到達另壹端。任何必需的可靠性必須由應用層來提供。

  應用層 Telnet、FTP和e-mail等

  運輸層 TCP和UDP

  網絡層 IP、ICMP和IGMP

  鏈路層 設備驅動程序及接口卡

  (4)應用層,負責處理特定的應用程序細節。幾乎各種不同的T C P / I P實現都會提供下面這些通用的應用程序:?Telnet 遠程登錄,FTP 文件傳輸協議,SMTP 簡單郵件傳送協議,SNMP 簡單網絡管理協議,現在想要給大家說的是大多數的網絡應用程序都被設計成客戶—服務器模式在同壹層上,雙方都有對應的壹個或多個協議進行通信。例如,某個協議允許T C P層進行通信,而另壹個協議則允許兩個I P層進行通信。

  這媢篕琱W就是說應用層本身本不註意數據的傳遞和交換,它壹般只是壹個用戶進程,而上面我提到的運輸層及其以下的三層的目的就是處理通信的過程,他們不管妳應用程序的事,分工明確。

  二

  還有壹個概念問題,我們平時所聽到的諸如tcp,ip,ftp等等,實際上協議本身是獨立的,tcp是運輸層協議,ip是網絡層協議T C P / I P協議族是壹組不同的協議組合在壹起構成的協議族。盡管通常稱該協議族為T C P / I P,但T C P和I P只是其中的兩種協議而已(該協議族的另壹個名字是I n t e r n e t協議族(Internet Protocol Suite))網絡接口層和應用層的目的是很顯然的—前者處理有關通信媒介的細節(以太網、令牌環網等),而後者處理某個特定的用戶應用程序( F T P、Te l n e t等)。但是,從表面上看,網絡層和運輸層之間的區別不那麽明顯。

  構造互連網最簡單的方法是把兩個或多個網絡通過路由器進行連接。它是壹種特殊的用於網絡互連的硬件盒。路由器的好處是為不同類型的物理網絡提供連接:以太網、令牌環網、點對點的鏈接和F D D I(光纖分布式數據接口)等等。這些盒子也稱作I P路由器(IP Router),但我們這堥洏庛竷挩( R o u t e r )這個術語。

  從歷史上說,這些盒子稱作網關( g a t e w a y),在很多T C P / I P文獻中都使用這個術語。

  現在網關這個術語只用來表示應用層網關:壹個連接兩種不同協議族的進程(例如,TCP/IP和IBM的SNA),它為某個特定的應用程序服務(常常是電子郵件或文件傳輸)。在T C P / I P協議族中,網絡層I P提供的是壹種不可靠的服務。也就是說,它只是盡可能快地把分組從源結點送到目的結點,但是並不提供任何可靠性保證。而另壹方面, T C P在不可靠的I P層上提供了壹個可靠的運輸層。為了提供這種可靠的服務, T C P采用了超時重傳、發送和接收端到端的確認分組等機制。由此可見,運輸層和網絡層分別負責不同的功能。至於那些機制是如何工作的,我也是肯定不知道的,呵呵,有電信學方面愛好的朋友可以深入研究壹下。

  三

  這堣S有壹個新概念:multihomed,任何具有多個接口的系統,英文都稱作是多接口的。妳也許和我壹樣會問:我們的主機也是多接口的,可以作router嗎?我們壹個主機也可以有多個接口,但壹般不稱作路由器, 除非它的功能只是單純地把分組從壹個接口傳送到另壹個接口。同樣,路由器並不壹定指那種在互聯網中用來轉發分組的特殊硬件盒。大多數的T C P / I P實現也允許壹個多接口主機來擔當路由器的功能,但是主機為此必須進行特殊的配置。在這種情況下,我們既可以稱該系統為主機(當它運行某壹應用程序時,如F T P或Te l n e t),也可以稱之為路由器(當它把分組從壹個網絡轉發到另壹個網絡時),在不同的場合下使用不同的術語。

  然後我說說網橋,連接網絡的另壹個途徑是使用網橋。網橋是在鏈路層上對網絡進行互連,而路由器則是在網絡層上對網絡進行互連。網橋使得多個局域網( L A N)組合在壹起,這樣對上層來說就好像是壹個局域網。


  四

  TCP /IP傾向於使用路由器而不是網橋來連接網絡,因此我們將著重介紹路由器,其實主要是資料壹般比較註重講這個,我也不能省啊,了解的朋友不要打瞌睡。T C P和U D P是兩種最為著名的運輸層協議,二者都使用I P作為網絡層協議。雖然T C P使用不可靠的I P服務,但它卻提供壹種可靠的運輸層服務。I P是網絡層上的主要協議,同時被T C P和U D P使用。T C P和U D P的每組數據都通過端系統和每個中間路由器中的I P層在互聯網中進行傳輸。I C M P是I P協議的附屬協議。I P層用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文和其他重要信息。I C M P是I P協議的附屬協議。I P層用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文和其他重要信息。大家先對這些協議有壹個印象,以後我們再繼續探討。

  關於ip地址,我想不應該多說了吧,I P地址長32 bit,我們平時說ip有三類地址格式,實際上壹共有五類:前三類我就不說了,最基本的,現在說說d類和e類。

  d:1 1 1 0 然後是28位的多播組號

  e:1 1 1 1 0 後面27位留待後用   

  這些3 2位的地址通常寫成四個十進制的數,其中每個整數對應壹個字節。這種表示方法稱作“點分十進制表示法( Dotted decimal notation)”。需要再次指出的是,多接口主機具有多個I P地址,其中每個接口都對應壹個I P地址。

  由於互聯網上的每個接口必須有壹個唯壹的I P地址,因此必須要有壹個管理機構為接入互聯網的網絡分配I P地址。這個管理機構就是互聯網絡信息中心( Internet Network InformationC e n t r e),稱作I n t e r N I C。I n t e r N I C只分配網絡號。主機號的分配由系統管理員來負責。有三類I P地址:單播地址(目的為單個主機)、廣播地址(目的端為給定網絡上的所有主機)以及多播地址(目的端為同壹組內的所有主機),不同於上面的分類方法了。

  五

  域名解析系統(dns):盡管通過I P地址可以識別主機上的網絡接口,進而訪問主機,但是人們最喜歡使用的還是主機名。在T C P / I P領域中,域名系統( D N S)是壹個分布的數據庫,由它來提供I P地址和機名之間的映射信息   
  六

  現在說說tcp/ip的封裝:當應用程序用T C P傳送數據時,數據被送入協議棧中,然後逐個通過每壹層直到被當作壹串比特流送入網絡。其中每壹層對收到的數據都要增加壹些首部信息(有時還要增加尾部信息),T C P傳給I P的數據單元稱作T C P報文段或簡稱為T C P段(T C Ps e g m e n t)。I P傳給網絡接口層的數據單元稱作I P數據報(IP datagram)。通過以太網傳輸的比特流稱作幀(Fr a m e )。

  更準確地說,I P和網絡接口層之間傳送的數據單元應該是分組( p a c k e t)。我覺得也可以認為是數據包。分組既可以是壹個I P數據報,也可以是I P數據報的壹個片(f r a g m e n t),我認為這是最合理而仔細的解釋了,而有些國內的資料在這堿O籠統的。

  U D P數據與T C P數據基本壹致。唯壹的不同是U D P傳給I P的信息單元稱作U D P數據報(UDP datagram),而且U D P的首部長為8字節。由於T C P、U D P、I C M P和I G M P都要向I P傳送數據,因此I P必須在生成的I P首部中加入某種標識,以表明數據屬於哪壹層。為此, I P在首部中存入壹個長度為8 b i t的數值,稱作協議域。1表示為I C M P協議, 2表示為I G M P協議, 6表示為T C P協議, 1 7表示為U D P協議。類似地,許多應用程序都可以使用T C P或U D P來傳送數據。運輸層協議在生成報文首部時要存入壹個應用程序的標識符。T C P和U D P都用壹個1 6 b i t的端口號來表示不同的應用程序。T C P和U D P把源端口號和目的端口號分別存入報文首部中。網絡接口分別要發送和接收I P、A R P和R A R P數據,因此也必須在以太網的幀首部中加入某種形式的標識,以指明生成數據的網絡層協議。為此,以太網的幀首部也有壹個16 bit的幀類型域。

  七

  現在我們講壹下什麽叫做分用,分用其實就是壹個數據傳遞的過程。這樣的壹個數據傳遞是逆過程的,數據就開始從協議棧中由底向上升,同時去掉各層協議加上的報文首部。每層協議盒都要去檢查報文首部中的協議標識,以確定接收數據的上層協議。這個過程稱作分用( D e m u l t i p l e x i n g)。

  這樣大家也好看得更明白壹些。不知細心的朋友看到沒有,在這堛槐gmp和icmp定位,實際上他們都是被封裝在數據包中的,與ip位於同壹層,是ip的從屬協議,這堣ㄜn混淆了。

  我在開始就講過:大部分的網絡應用程序都是被設計成客戶端和服務器端的這種模型。具體為什麽我也不知道,有點抽象:為了適應某些特定的服務。可以將這種服務分為兩種類型:重復型或並發型。重復型服務器通過以下步驟進行交互:重復型服務器通過以下步驟進行交互:

  I1. 等待壹個客戶請求的到來。

  I2. 處理客戶請求。

  I3. 發送響應給發送請求的客戶。

  並發型服務器采用以下步驟:

  C1. 等待壹個客戶請求的到來。

  C2. 啟動壹個新的服務器來處理這個客戶的請求。在這期間可能生成壹個新的進程、任務或線程,並依賴底層操作系統的支持。這個步驟如何進行取決於操作系統。生成的新服務器對客戶的全部請求進行處理。處理結束後,終止這個新服務器。

  C3. 返回C 1步。並發型服務器采用以下步驟:

  C1. 等待壹個客戶請求的到來。

  C2. 啟動壹個新的服務器來處理這個客戶的請求。在這期間可能生成壹個新的進程、任務或線程,並依賴底層操作系統的支持。這個步驟如何進行取決於操作系統。生成的新服務器對客戶的全部請求進行處理。處理結束後,終止這個新服務器。

  C3. 返回C 1步。

  壹般來說, T C P服務器是並發的,而U D P服務器是重復的,但也存在壹些例外。
http://www.*********.hk
http://www.************.net
http://************.marlito.com/

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