计算机网络——TCP/IP模型的数据传输过程

1. 数据传输过程

1.1 数据包首部

每个分层中,都会对发送的数据附加一个首部。网络中传输的数据包包含两部分:协议所要用到的首部、上层传输的数据。首部规定了协议如何读取数据,比如应该从包的哪一位开始读取,读取多少个比特,如何校验,插入到哪一位等。

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1.2 发送数据包

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2. 数据链路层

2.1 MAC地址

MAC地址以16进制表示,每一位占4比特,共12位,例:08:00:20:74:CE:E5

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3. 网络层

3.1 IP地址

IP地址(IPv4地址)由32位正整数表示,将32位地址分为4组,每8位为一组,每组用“.”隔开,再转换为10进制数。IPv6的IP地址长度为128位。

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IP地址分类:

  • A类地址:以0开头,第1位到第8位是网路标识,后24位是主机标识。该网段内容纳的主机地址上限为16777214个。0.0.0.0 ~ 127.0.0.0
  • B类地址:以10开头,第1位到第16位是网路标识,后16位是主机标识。该网段内容纳的主机地址上限为65534个。128.0.0.0 ~ 191.255.0.0
  • C类地址:以110开头,第1位到第24位是网路标识,后8位是主机标识。该网段内容纳的主机地址上限为254个。192.0.0.0 ~ 223.255.255.0
  • D类地址:以1110开头,第1位到第32位是网路标识,无主机标识。224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

IP地址主机标识不可全为0或全为1。全为0表示对应的网络地址不可获知,全为1表示广播地址。

广播地址用于在同一个链路中相互连接的主机之间发送数据包。

  • IP地址:172.20.0.0(10101100.00010100.00000000.00000000)
  • 对应的广播地址为:172.20.255.255(10101100.00010100.11111111.11111111)

随着互联网的普及,一个IP地址的网络标识与主机标识不再受限于地址的类别,而是通过子网掩码来细分出比A类、B类等更小粒度的分类。子网掩码对应的IP地址网络标识部分全为1,对应的主机标识部分全为0。

  • IP地址:172.20.100.52(前26位为网络地址)
  • 子网掩码:255.255.255.192(将26位网络地址置1,主机地址置0)
  • 广播地址:172.20.100.63(将后6位主机地址全置1)
  • 子网掩码:255.255.255.192

简化表示方式:

  • IP地址:172.20.100.52/26(前26位为网络地址,用/追加网络地址的位数)
  • 广播地址:172.20.100.63/26(将后6位主机地址全置1)

IP包首部:

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4. 传输层