网络协议(下)

网络协议

  • 什么是协议?它是一套统一的规则。比如人类初次见面,一般某人会先伸出手,然后做自我介绍:“我叫Tom”;另一个人随即会做同样的动作。这是人类沟通的一套规则。

  • 在互联网通信中,如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信,所有的这一切都需要一种规则。这个规则就是网络协议。

TCP/IP协议

  • 网络传输的数据类型纷繁复杂,涉及到很多环节。我们可以通过物流公司来理解网络。我们寄包裹需要填快递单,包括收件人、寄件人、物品类型、重量等信息,填好后将包裹交给物流公司。物流公司根据快递单的信息安排车辆和司机,最终将包裹送到目的地。

  • 与物流产业一样,网络传输中每个环节都需要有专门的规范。

  • TCP/IP是一系列网络协议的总称,是互联网的基础架构,又称为TCP/IP协议族。其中TCP和IP协议最为重要,所以以它们的名字命名。

  • 网络通信涉及的环节很多,因此被划分成不同的层次。TCP/IP协议族共有四个抽象层次。每一层协议都有各自分工。

  • Chrome浏览器所在的是应用层,它按照HTTP格式把数据打包好,给到传输层;传输层的TCP协议会把文件切成更小的碎片,确保数据包安全传输。

  • 网络(互连)层的 IP协议会找到最佳路径。消息会通过光纤、WiFi等网络发过去。到达目的地之后,打散的数据被TCP重组为原始数据。

TCP/IP协议族中的重要协议列举如下:

TCP - 传输控制协议

传输层协议。

TCP负责在数据传送之前将它们分割为IP包,然后在它们到达的时候将它们重组。

IP - 网际协议

网络层协议。

负责在因特网上发送和接收数据包。负责寻找网络最佳路径。

UDP - 用户数据报协议

传输层协议。

无连接的传输协议。

HTTP - 超文本传输协议

应用层协议。

HTTP负责web服务器与web浏览器之间的通信。

HTTPS - 安全的HTTP协议

应用层协议。

HTTPS负责在web服务器和web浏览器之间的安全通信。

SMTP - 简易邮件传输协议

应用层协议。

用于电子邮件的发送。

IMAP - 因特网消息访问协议

应用层协议。

用于电子邮件接收。

POP3 - 邮局协议

应用层协议。

同上。

IP地址

  • IP地址由四段组成,每个字段是一个字节,即4个字节。

  • IP地址由两部分组成:主机地址和网络地址。IP地址又分为A类、B类和C类地址。

A类IP地址

首字节表示网络地址(最高位是0,首字节取值为1-126),后三字节表示主机地址。

A类地址可以拥有1600多万台主机。

B类IP地址

前两个字节是网络地址,(首字节最高两位是10,首字节取值为128-191)。后两个字节是主机地址。

B类地址可以拥有60000多台主机。

C类IP地址

前三个字节是网络地址,(首最高三位是110,即该字节取值为192-223),第四个字节是主机地址。

C类地址理论最多只能拥有254台主机。

See also

互联网发展的早期,在IP地址严重不足的情况下,一些大公司和组织依然希望给所有的主机分配独立的IP地址,所以才导致出现了IP地址的分类。当时也没有人能预料到互联网有一天会如此普及。

例如,A类地址占整个IP地址空间的50%,但只能分配给最多126个组织,这些组织全部都在美国。整个英国的IP地址也只有1235万,而每个A类地址可以拥有1600多万台主机地址,造成严重的浪费。作为互联网普及程度最高的国家,中国没有一个完整的A类地址。

哈佛大学的IP地址:23.185.0.1,这是一个A类地址。(原因参考本页A类IP地址)

../_images/harvard.png

B类地址占整个IP地址空间的25%,最多分配给16384个组织。完整的B类地址大部分都在欧洲。

剑桥大学的IP地址:128.232.132.8,这是一个B类地址(原因参考本页B类IP地址)

../_images/cam.png

中国几乎所有大学都使用C类IP地址。例如复旦大学的IP地址:202.120.224.81,这是一个C类地址(原因参考本页C类IP地址)

../_images/fudan.png

部分A类地址分配:

3.0.0.0/8:通用

9.0.0.0/8:IBM

11.0.0.0/8:美国国防部

12.0.0.0/8:AT&T贝尔实验室

13.0.0.0/8:施乐

15.0.0.0/8:HP

16.0.0.0/8:DEC

17.0.0.0/8:苹果

18.0.0.0/8:MIT

19.0.0.0/8:福特汽车

55.0.0.0/8:波音

56.0.0.0/8:邮政局