网络协议及IP地址分类
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Protocol）是一種特殊的軟件，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)其功能的最基本機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的本質(zhì)是規(guī)則，即各種硬件和軟件必須遵循的共同守則。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議并不是一套單獨(dú)的軟件，它融合于其他所有軟件系統(tǒng)中，因此可以說(shuō)，協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)處不在。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議遍及OSI通信模型的各個(gè)層次，從我們非常熟悉的TCP/IP、HTTP、FTP協(xié)議，到OSPF、IGP等協(xié)議，有上千種之多。對(duì)于普通用戶(hù)而言，不需要關(guān)心太多的底層通信協(xié)議，只需要了解其通信原理即可。在實(shí)際管理中，底層通信協(xié)議一般會(huì)自動(dòng)工作，不需要人工干預(yù)。但是對(duì)于第三層以上的協(xié)議，就經(jīng)常需要人工干預(yù)了，比如TCP/IP協(xié)議就需要人工配置它才能正常工作。
局域網(wǎng)通常用的三種協(xié)議分別是TCP/IP協(xié)議、NetBEUI協(xié)議和IPX/SPX協(xié)議。
TCP/IP協(xié)議毫無(wú)疑問(wèn)是這三大協(xié)議中最重要的一個(gè)，作為互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議，沒(méi)有它就根本不可能上網(wǎng)，任何與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的操作都離不開(kāi)TCP/IP協(xié)議。不過(guò)TCP/IP協(xié)議也是這三大協(xié)議中配置起來(lái)最麻煩的一個(gè)，單機(jī)上網(wǎng)還好，而通過(guò)局域網(wǎng)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的化，就要詳細(xì)設(shè)置IP地址、網(wǎng)關(guān)、子網(wǎng)掩碼、DNS服務(wù)器等參數(shù)。
TCP/IP協(xié)議族中包括上百個(gè)互為關(guān)聯(lián)的協(xié)議，不同功能的協(xié)議分布在不同的協(xié)議層，幾個(gè)常用協(xié)議如下：
1.? Telnet（Remote Login）：提供遠(yuǎn)程登錄功能，一臺(tái)計(jì)算機(jī)用戶(hù)可以登錄到遠(yuǎn)程的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，如同在遠(yuǎn)程主機(jī)上直接操作一樣。
2.? FTP（File Transfer Protocol）：遠(yuǎn)程文件傳輸協(xié)議，允許用戶(hù)將遠(yuǎn)程主機(jī)上的文件拷貝到自己的計(jì)算機(jī)上。
3.? SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：簡(jiǎn)單郵政傳輸協(xié)議，用于傳輸電子郵件。
4.? NFS（Network File Server）：網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器，可使多臺(tái)計(jì)算機(jī)透明地訪問(wèn)彼此的目錄。
5.? UDP（User Datagram Protocol）：用戶(hù)數(shù)據(jù)包協(xié)議，它和TCP一樣位于傳輸層，和IP協(xié)議配合使用，在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)省去包頭，但它不能提供數(shù)據(jù)包的重傳，所以適合傳輸較短的文件。
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HTTP協(xié)議是一個(gè)屬于應(yīng)用層的面向?qū)ο蟮膮f(xié)議，由于其簡(jiǎn)捷、快速的方式，適用于分布式超媒體信息系統(tǒng)。它于1990年提出，經(jīng)過(guò)幾年的使用和發(fā)展，得到不斷完善和擴(kuò)展。目前在www中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的規(guī)范化工作正在進(jìn)行當(dāng)中，而且HTTP-NG（Next Generation of HTTP）的建議已經(jīng)提出。
HTTP協(xié)議的主要特點(diǎn)可概況如下：
1.? 支持客戶(hù)/服務(wù)器模式。
2.? 簡(jiǎn)單快速：客戶(hù)向服務(wù)器請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，只需傳輸請(qǐng)求方法和路徑。請(qǐng)求方法常用的有GET、HEAD、POST。每種方法規(guī)定了客戶(hù)于服務(wù)器聯(lián)系的類(lèi)型不同。由于HTTP協(xié)議簡(jiǎn)單，使得HTTP服務(wù)器的程序規(guī)模小，因而通信速度很快。
3.? 靈活：HTTP允許傳輸任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)對(duì)象。正在傳輸?shù)念?lèi)型由Content-Type加以標(biāo)記。
4. 無(wú)連接：無(wú)連接的含義是限制每次連接只處理一個(gè)請(qǐng)求。服務(wù)器處理完客戶(hù)的請(qǐng)求，并受到客戶(hù)的應(yīng)答后，即斷開(kāi)連接。采用這種方式可以節(jié)省傳輸事件。
5.? 無(wú)狀態(tài)：HTTP協(xié)議是無(wú)狀態(tài)協(xié)議。無(wú)狀態(tài)是指協(xié)議對(duì)于事物處理沒(méi)有記憶能力。缺少狀態(tài)意味著如果后續(xù)處理需要前面的信息，則它必須重傳，這樣可能導(dǎo)致每次連接傳送的數(shù)據(jù)量增大。另一方面，在服務(wù)器不需要先前信息時(shí)它的應(yīng)答就較快。
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一、IP地址和子網(wǎng)掩碼
IP地址用于在網(wǎng)絡(luò)上標(biāo)識(shí)唯一一臺(tái)機(jī)器。根據(jù)RFC791的定義，IP地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成（四個(gè)字節(jié)），表示為用原點(diǎn)分成每組3位的12位十進(jìn)制數(shù)字（xxx.xxx.xxx.xxx），每個(gè)3位數(shù)代表8位二進(jìn)制數(shù)（一個(gè)字節(jié)）。由于1個(gè)字節(jié)所能表示的最大數(shù)位255，因此IP地址中每個(gè)字節(jié)為0-255之間的值；但是0和255有特殊含義，255代表廣播地址，0用于指定網(wǎng)絡(luò)地址號(hào)（在地址末端）或節(jié)點(diǎn)地址（在地址開(kāi)始）。根據(jù)IP地址中表示網(wǎng)絡(luò)地址字節(jié)數(shù)的不同將IP地址劃分為三類(lèi)，A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)。
| 超大型網(wǎng)絡(luò)（百萬(wàn)結(jié)點(diǎn)） | 中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)（上千節(jié)點(diǎn)） | 小網(wǎng)絡(luò)（最多254個(gè)結(jié)點(diǎn)） | - |
| 第一個(gè)字節(jié) | 前兩個(gè)字節(jié) | 前三個(gè)字節(jié) | 四個(gè)字節(jié) |
| 后三個(gè)字節(jié) | 后兩個(gè)字節(jié) | 第四個(gè)字節(jié) | - |
| 1-127 | 128-191 | 192-223 | 224-239 |
| 255.0.0.0 | 255.255.0.0 | 255.255.255.0 | 255.255.255.255 |
有時(shí)為了方便網(wǎng)絡(luò)管理，需要將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)網(wǎng)段。為此，必須打破傳統(tǒng)的8位界限，從結(jié)點(diǎn)地址空間中“搶來(lái)”幾位作為網(wǎng)絡(luò)地址。具體來(lái)說(shuō)，建立子網(wǎng)掩碼需要以下兩步：
1.? 確定運(yùn)行IP的網(wǎng)段數(shù)
例如網(wǎng)絡(luò)上有五個(gè)網(wǎng)段，但只讓三個(gè)網(wǎng)段上的用戶(hù)訪問(wèn)Internet，則只有這三個(gè)網(wǎng)段需要配置IP。
2.? 確定子網(wǎng)掩碼
在確定了IP網(wǎng)段數(shù)后，再確定從結(jié)點(diǎn)地址空間中截取幾位才能為每個(gè)網(wǎng)段創(chuàng)建一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)號(hào)。方法是計(jì)算這些位數(shù)的組合值。比如，取兩位，有四種組合(00、01、10、11)，取三位有八種組合(000、001、010、011、100、101、110、111)。需要注意的是，在這些組中須除去全0和全1的組合。因?yàn)樵贗P協(xié)議中規(guī)定了全0和全1的組合代表了網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，所以如果我們需要將C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)(192.168.123.0)劃分為4個(gè)網(wǎng)段，需要截取結(jié)點(diǎn)地址的前3位作為網(wǎng)絡(luò)地址，與之對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼就是255.255.255.244(11111111.11111111.?11111111.11100000)。
可見(jiàn)，采用以上子網(wǎng)絡(luò)方案，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)有30個(gè)結(jié)點(diǎn)地址。通過(guò)從結(jié)點(diǎn)地址空間中截取幾位作為網(wǎng)絡(luò)地址的方法，可將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干網(wǎng)段，方便了網(wǎng)絡(luò)管理。
二、設(shè)計(jì)IP地址方案實(shí)例
在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的過(guò)程中，繪制一幅準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)圖是不可缺少的。準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)文檔對(duì)于日后的升級(jí)和分析問(wèn)題是不可或缺的幫助。好的網(wǎng)絡(luò)圖應(yīng)包含連接不同網(wǎng)段的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信息，比如路由器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)的位置、IP地址，并用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址標(biāo)注各網(wǎng)段。若網(wǎng)絡(luò)很小，只有一個(gè)網(wǎng)段，可同時(shí)畫(huà)出其它關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如服務(wù)器)，包括網(wǎng)絡(luò)地址。如圖所示這是一幅簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)圖，其中五個(gè)網(wǎng)段經(jīng)服務(wù)器互連(這里由服務(wù)器提供路由功能)，一個(gè)用于主干網(wǎng)連接其它網(wǎng)段。
在設(shè)計(jì)IP地址方案之前，應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：?
1.? 是否將網(wǎng)絡(luò)連入Internet?
2.? 是否將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干網(wǎng)段以方便網(wǎng)絡(luò)管理?
3.? 是采用靜態(tài)IP地址分配還是動(dòng)態(tài)IP地址分配
如果不計(jì)劃連到Internet上，則可用RFC1918中定義的非Internet連接的網(wǎng)絡(luò)地址，稱(chēng)為“專(zhuān)用Internet地址分配”。RFC1918規(guī)定了不想連入Internet的IP地址分配指導(dǎo)原則。由Internet地址授權(quán)機(jī)構(gòu)(IANA)控制IP地址分配方案中，留出了三類(lèi)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，給不連到Internet上的專(zhuān)用網(wǎng)用，分別用于A，B和C類(lèi)IP網(wǎng)，具體如下：?
10.0.0.0～10.255.255.255?
172.16.0.0～172.131.255.255?
192.168.0.0～192.168.255.255
IANA保證這些網(wǎng)絡(luò)號(hào)不會(huì)分配給連到Internet上的任何網(wǎng)絡(luò)，因此任何人都可以自由的選擇這些網(wǎng)絡(luò)地址作為自己的網(wǎng)絡(luò)地址。表5是采用保留IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案。
如果計(jì)劃將網(wǎng)絡(luò)連入Internet，則需要向ISP申請(qǐng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址。這里，我們假定得到了一個(gè)C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)地址192.168.168.0。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖所示，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為5個(gè)網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)段都使用IP，因此必須用至少能建5個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。這里，我們采用的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.244。網(wǎng)絡(luò)的IP地址分配方案如表6所示。
不難看出，采用子網(wǎng)掩碼255.255.255.224將網(wǎng)絡(luò)劃分為5個(gè)網(wǎng)段后，每個(gè)網(wǎng)段可用的IP地址數(shù)為30個(gè)。如果某個(gè)網(wǎng)段的結(jié)點(diǎn)數(shù)超過(guò)了30個(gè)，可采用動(dòng)態(tài)IP地址分配協(xié)議(DHCIP)加以解決。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的网络协议及IP地址分类的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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