搜索
TCP/IP学习笔记一、TCP/IP结构：TCP/IP是一个四层协议，结构如下：1、应用层：各种应用程序和协议，如Http、FTP等。2、传输层：TCP和UDPTCP提供一种可靠的运输层服务，但UDP是不可靠的，不能保证数据报到正确到达目的地。3、网络层：IP、IGMP、ICMPIP提供的是一种不可靠的服务，也就是尽可能块地把分组从源节点送到目的节点，但并不提供任何可靠性保证。ICMP是IP的附属协议，主要用来交换错误报文，IGMP是组管理协议，用来将UDP数据报多播到多个主机。4、链路层：设备驱动程序和网卡等二、IP地址和子网掩码要学习TCP/IP协议，首先要提到的是IP地址。每台主机的IP地址是一个32位的二进制数。每个IP地址被分割位两部分：前缀和后缀。前缀用来确定计算机从属的物理网络，后缀用来确定网络上单独的计算机。互联网上每一个物理网络都有一个唯一的值作为网络号，该网络号必须全球一致。1、IP地址分类：IP地址分位五类：A类、B类、C类、D类、E类，其中A类、B类和C类为基本类，D类用于多播，E类属于保留类，现在不用。它们的格式如下（其中*代表网络号）：A类：0*******XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXB类：10**************XXXXXXXXXXXXXXXXC类：110*********************XXXXXXXXD类：1110****XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXE类：1111****XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX这样，A类地址的范围为：0.0.0.0-127.255.255.255B类地址的范围为：128.0.0.0-191.255.255.255C类地址的范围为：192.0.0.0-223.255.255.255D类地址的范围为：224.0.0.0-239.255.255.255E类地址的范围为：240.0.0.0-247.255.255.266◆几个特殊IP地址网络地址：IP地址中主机地址全为0的地址，如128.211.0.0。广播地址：IP地址中主机地址全为1的地址，如128.211.255.255。环回地址：127.0.0.1，主要用于测试。2、子网掩码：现在的主机都要求支持子网掩码，不再把IP地址看成为由单纯的一个网络号和一个主机号组成，而是把主机号再分成一个子网号和一个主机号。例如一个B类地址(140.252)，在剩下的16位中，8位用于子网号，8位用于主机号，这样就允许254个子网，每个子网就可以有254台主机。为了确定多少位用于子网号，多少位用于主机号，这就要用到子网掩码了。其中值为1的位留给网络号和子网号，为0的位留给主机号。三、数据包的封装和分用1、封装：应用程序→TCP/UDP→IP→以太网2、分用：以太网←IP←TCP/UDP←应用程序以太网首部(14)IP首部(20)TCP首部(20)应用数据以太网尾部(4)四、IP首部：IP协议是TCP/IP协议族中最核心的协议，所有的TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP传输的两个特点：不可靠和无连接。IP协议并不保证数据报能成功地到达目的地，也不维护后续数据报的状态信息。必须由上层协议处理。4位版本4位首部长度8位服务类型16位总长度（字节数）16位标识3位标志13位片偏移8位TTL8位协议16位首部检验和32位源IP地址32位目的IP地址IP首部定义：typedefstructip_hdr{unsignedcharip_verlen;//4-bit版本号//4-bit首部长度(in32-bitwords)unsignedcharip_tos;//IP服务类型unsignedshortip_totallength;//总长度(字节数)//第一个32位unsignedshortip_id;//标识unsignedshortip_offset;//3位标志，13位分片偏移，#defineIP_DF0x4000//0x4000don''tfragmentflag#defineIP_MF0x2000//0x2000morefragmentflag#defineIP_OFFMASK0x1fff//0x1fffmaskforfragmentingbits//第二个32位unsignedcharip_ttl;//生存时间unsignedcharip_protocol;//上层协议unsignedshortip_checksum;//首部检验和//第三个32位unsignedintip_srcaddr;//源IP地址//第四个32位unsignedintip_destaddr;//目的IP地址//第五个32位}ip,IPV4_HDR,*PIPV4_HDR,FAR*LPIPV4_HDR;说明：ip_verlen前4位目前为4，表示为IPv4，后4位为5，表示首部长度为5X4=20个字节。ip_tos为服务类型(typeofservice)，aaabbbbc，aaa为优先权子字段，现在已被忽略，bbbb为TOS子字段，代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用，c未使用必须为0。如果bbbb均为0，则表示为一般服务。目前大多数TCP/IP实现都不支持TOS特性。ip_totallength为IP数据报的总长度，以字节为单位，因此理论最大值为65535，但实际是不可能的。ip_id为唯一标识主机发送的每一个数据报，通常每发一份它的值就会加1。ip_off前3位标志abc,a为保留，必须为0，b为不分片标志,c为更多分片标志。ip_off后13位为分片位置，以8字节为单位计算。因此，除最后一个分片外，其他每个分片都希望是一个8字节倍数的数据，从而使后面的分片从8字节边界开始。ip_ttl为IP报的生存周期，每经过一个路由器就减1，如果该字段为0，则该数据报被丢弃。ip_protocol：1=ICMP,2=IGMP,3=TCP,17=UDPip_checksum为数据报的首部检验和。计算方法如下：USHORTchecksum(ip*ip,intsize){unsignedlongcksum=0;while(size1){cksum+=*((USHORT*)ip)++;size-=sizeof(USHORT);}if(size){cksum+=(USHORT)*(UCHAR*)ip;}cksum=(cksum16)+(cksum&0xffff);cksum+=(cksum16);return(USHORT)(~cksum);}ICMP、IGMP、TCP和UDP协议也采用相同的检验和算法。五、端口号：TCP/UDP都使用一个16bit地端口号来表示不同地程序。1、知名端口：一般介于1～255之间，例如：FTP的TCP端口号是21。2、临时端口，由于客户端对端口号一般并不关心，只需保证唯一就可以了，所以系统一般分配临时端口号。六、链路层：(以以太网为例，地址为48bit)1、链路层的功能：◆为IP模块发送和接收IP数据报◆为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答◆为RARP模块发送RARP请求和接收RARP应答2、以太网的封装，以太网IP数据报的封装在RFC894中定义的：目的地址(6)源地址(6)类型(2)数据(46-1500)，包括IP、ARP、RARPCRC(4)对于ARP和RARP请求/应答数据报大小只有28字节，为了达到46字节的最小长度，必须在后面添加18字节的填充字节。七、环回地址：一般把127.0.0.1分配给这个接口，并命名为localhost，一个发给环回接口的IP数据报不能在任何网络上出现。1、传给环回地址的任何数据均作为IP输入。2、传给广播地址和多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网上。3、任何传给该主机IP地址的数据均送到环回接口。八、最大传输单元MTU：以太网对数据帧的长度都有限制，其最大值为1500。链路层的这个特性叫做最大传输单元MTU。如果一个IP数据报比MTU大，那IP层就必须进行分片，把数据报分为若干片。如果两台主机间的通信要通过多个网络时，那么每个网络的链路层可能有不同的MTU。重要的不是两台主机所在网络的MTU，重要的是两台主机路径中的最小MTU，它被成为路径MTU。九、IP路由选择如果目的主机与源主机直接相连或都在一个共享网络上，那么IP数据报就直接送到目的主机上。否则主机就会把数据报发送到一个默认的路由器上，由该路由器来转发该数据报。IP层在内存中有一个路由表，当收到一份数据报并进行发送时，它都要对该表搜索一次。当数据报来自某个网络接口时，IP首先检查目的IP地址是否为本机的IP地址之一或者IP广播地址。如果是这样，数据报就被送到由IP首部协议字段所指定的协议模块进行处理，否则如果IP层被设置为路由器的功能，那么就对数据报进行转发，否则丢弃数据报。我们来看看路由表是什么：C:\WINNT\system32routePRINT==========================================================================InterfaceList0x1...........................MSTCPLoopbackinterface0x1000003...000802ca2d11......Intel8255x-basedIntegratedFastEthernet==========================================================================ActiveRoutes:NetworkDestinationNetmaskGatewayInterfaceMetric目的地掩码网关主机0.0.0.00.0.0.0192.1.8.26192.1.8.841127.0.0.0255.0.0.0127.0.0.1127.0.0.11192.1.8.0255.255.255.0192.1.8.84192.1.8.841192.1.8.84255.255.255.255127.0.0.1127.0.0.11192.1.8.255255.255.255.255192.1.8.84192.1.8.841224.0.0.0224.0.0.0192.1.8.84192.1.8.841255.255.255.255255.255.255.255192.1.8.84192.1.8.841DefaultGateway:192.1.8.26==================================================================IP路由的主要功能：1、搜索路由表，寻找与目的IP地址完全匹配的表目，如果找到，则将数据报发给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口。2、搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目，如果找到，则将数据报发给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口。TCP/IP学习笔记（二）作者：肖进来源于：发布时间：2007-4-1817:53:00一、ARP：地址解析协议先看：C:\DocumentsandSettings\xiaojarp-aInterface:192.1.8.84onInterface0x1000003InternetAddressPhysicalAddressType192.1.8.1200-0b-cd-03-c4-27dynamic192.1.8.1500-0d-9d-93-09-f5dynamic192.1.8.1800-e0-18-c1-86-3ddynamic192.1.8.2600-80-2d-78-4f-81dynamic192.1.8.3300-0b-cd-0f-a4-c5dynamic192.1.8.3800-30-6e-36-5f-99dynamic192.1.8.860