1、 I 传输控制协议 和网际协议的研究与应用 一、 简介 作为 Internet 的网络协议， TCP/IP 的成功在很大程度上归功于它将不同大小的网络和不同类型的系统连接在一起的能力。这些网络被强制定义为具有预定义大小的三个主要类（还有其他一些类别），每一类都可以由系统管理员分成更小的子网。子网掩码用于将 IP 地址分成两个部分。一部分标识主机（计算机），另一部分标识它所属的网络。查看 IP（ Internet 协议）地址并研究它的组织方式可以帮助您更好地理解 IP 地址和子网掩码的工作方式 。 在 Microsoft Windows 计算机上配置 TCP/IP 协议时， TCP/IP 配置设
2、置中需要 IP 地址和子网掩码，通常还需要一个默认网关。要正确配置 TCP/IP ，有必要了解 TCP/IP 网络的寻址方式以及网络和子网的划分方式。本文旨在对 IP 网络和子网的概念进行一般性介绍。本文结尾包含一个术语 表 。 IP 地址 包括 网络和主机 ，它 是一个 32 位数字，它唯一地标识 TCP/IP 网络上的主机（计算机或其他设备，如打印机或路由器）。 IP 地址通常以点分十进制格式表示，四个数字由句点分隔，例如 192.168.123.132。要了解子网掩码如何用于区分不同的主机、网络和子网，请查看以二进制表示的 IP 地址。例如，点分十进制 IP 地址 192.168.123
3、.132 在二进制表示法中为 32 位数字 : 110000000101000111101110000100 此数字的含义可能很难理解，因此它被分成四个部分，每个部分有八个二进制数字。这些八位部分称为八位组。示例 IP 地址于是变成 :11000000.10101000.01111011.10000100。 此数字表示的含义只是稍微明白了一点，因此在大多数应用中，会将二进 制地址转换为点分十进制格式 (192.168.123.132)。点分十进制数字是从二进制转换为十进制表示法的八位组。 II 二、 IP 的基本工作原理 作为参考，请记住， IP 是 TCP/IP 整套协议中的一个协议。 TC
4、P 完成开放系统互连（ OSI）模型中传输层，即第四层的功能。它的主要责任是确保端至端之间的可靠连接。 IP 位于下一层，在 OSI 的网络层，即第三层，把每个包的发送者和接收者地址告诉一路上各个路由器。路由器和第三层交换器可以读出 IP 和其他的第三层协议。这些信息与路由表以及其他网络智能结合在一起，能通过TCP/IP 在整 个房间或围绕地球进行传递。 路由过程始于对发送端站而言是唯一的一个 IP 地址，端站可以被分配永久的 IP 地址，或者按需要从动态主机配置协议（ DHCP）服务器或其他服务中借用。每个包携带一个源地址，在目前（ IPv4）规范下，包长度是 32 位。在报头中，每个包也携
5、带最终目的地的 IP 地址。如果发送端站确定目的地址不在本地，该包就被送到第一跳路由器，一般来说，该路由器是在附近的，并已被预先分配给发送者。如果发送端站确定目的地址不在本地，该包就被送到第一跳路由器，一般来说，该路由器是在附近的，并已被预先分配给发送者。该路由 器检查包的IP 地址，查找路由表，看看目的端点是否位于本地（物理位置）网络，它通常叫做 IP 子网， IP 子网一般被分配到路由器的每个网络接口上。 如果目的 IP 地址为本地的，该路由器就搜寻存储着 IP 地址和本地设备介质访问控制（ MAC）地址的内部存储器，这个存储器 叫做 地址分辨协议（ ARP）高速缓存。 ARP 是把 IP
6、 地址映射到 MAC 地址的通用工具。如果目的地的 MAC 地址出现了，该路由器就把这个 MAC 地址装进包的报头中 （ 取掉自己的 MAC 地址，因为不再需要它了 ） ，把该包送到目的端站。万一目的地的 MAC 地址没有出现在 ARP高 速缓存中（例如，有可能超时了），路由器必须向与包的目的 IP 地址有关的子网广播一个 ARP 请求，拥有此 IP 地址的端站就作出响应，把 MAC 地址发送回去，路由器因此更新高速缓存，把新的 MAC 地址装进包的报头并发送该包。 如果查找路由表显示包的目的地不在本地子网，路由器就利用下一跳路由器的 MAC 地址把包转发给下一跳路由器。路由表由智能发现协议，
7、如路由信息协议 III 或者开放最短路径优先协议，不断地被建立和再建立。每个路由器的路由表显示了到达目的地址的最佳路径，对于要有几跳的地址，它显示出最佳的下一跳路由器。 为了让 TCP/IP 广域网 (WAN) 以一个网络集的形式高效工作，在网络间传递数据包的路由器并不知道信息包的目标主机的确切位置。路由器只知道主机是哪一个网络的成员，并使用存储在路由表中的信息来确定如何将数据包送达目标主机的网络。当数据包被传送到目标网络后，该数据包就会被传送到相应的主机。 为了让此过程顺利进行， IP 地址分为两个部分。 IP 地址的前一部分作为网络地址，后一部分作为主机地址。以 192.168.123.132 为例，将它分为这两个部分之后，会得到： (192.168.123. 网络 ， .132 主机 )或 (192.168.123.0 网络地址 ,0.0.0.132 主机地址 )。
