计算机网络学习的核心内容为网络协议的学习。网络协议是为在计算机网络中进行数据交换而构建的规则、标准或者约定的集合。不同用户的数据终端可能采用的字符集各异,若两者要进行通信,就必须在一定的标准之上进行。我们的语言可以用一个很形象的比喻来形容。我们的大天朝地域广阔、人口众多,地方性语言极为丰富,并且方言之间的差距十分巨大。B 地区的人可能根本无法接受 A 地区的方言。正因如此,我们需要为全国人进行沟通建立一个语言标准,而这就是我们的普通话所起到的作用。放眼全球来看,我们与外国友人沟通的标准语言是英语,所以我们才要努力学习英语。
国际标准化组织(ISO)在 1978 年提出了“开放系统互联参考模型”。其目的是让不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信。这样就能在更大的范围内建立计算机网络。这个模型即著名的 OSI/RM 模型(Open / Model)。它把计算机网络体系结构的通信协议划分成了七层,从下往上分别是:有物理层(Layer);还有数据链路层(Data Link Layer);以及网络层(Layer);再有传输层(Layer);接着是会话层(Layer);随后是表示层(Layer);最后是应用层(Layer)。在这七层中,第四层负责完成数据的传送服务,而上面的三层是面向用户的。
常见的网络层次划分除了标准的 OSI 七层模型之外,还有 TCP/IP 四层协议以及 TCP/IP 五层协议,它们之间的对应关系如下面的图所示:
二、OSI七层网络模型
TCP/IP 协议是互联网的基础协议,这一点毫无疑问。如果没有它,就根本无法上网。任何与互联网有关的操作都离不开 TCP/IP 协议。无论是 OSI 七层模型,还是 TCP/IP 的四层、五层模型,每一层都有自己专属的协议,这些协议能够完成相应的工作,并且能够与上下层级进行沟通。因为 OSI 七层模型对网络进行了标准的层次划分,所以我们选取 OSI 七层模型作为例子,然后从下往上依次进行介绍。
A 类私有地址为 10.0.0.0/8,其范围是从 10.0.0.0 一直到 10.255.255.255
B 类私有地址为 172.16.0.0/12;其范围是 172.16.0.0 到 172.31.255.255
其范围是从 192.168.0.0 到 192.168.255.255
4、子网掩码及网络划分
随着互联网应用的持续拓展,原先的 IPv4 存在的弊端逐步显现出来。其弊端表现为网络号占位过多,而主机号位过少,正因如此,它所能提供的主机地址变得越来越稀缺。目前,除了在企业内部通过使用 NAT 利用保留地址自行分配之外,通常会对一个高类别的 IP 地址进行再次划分,从而形成多个子网,以供不同规模的用户群使用。
这里的主要目的是在网络分段的情况下有效利用 IP 地址。通过将主机号的高位部分取作子网号,从通常的网络位界限出发,扩展或压缩子网掩码,以此来创建某类地址的更多子网。然而,在创建更多子网时,每个子网上的可用主机地址数目会比原来减少。
什么是子网掩码?
子网掩码的作用是标志两个 IP 地址是否同属于一个子网。子网掩码是 32 位二进制地址。它的每一位:1 代表该位是网络位,0 代表主机位。子网掩码和 IP 地址一样,使用点式十进制来表示。如果两个 IP 地址在子网掩码的按位与计算下结果相同,就表明它们属于同一子网。
计算子网掩码时,需注意 IP 地址中的保留地址。其中包括“0”地址和广播地址。当主机地址或网络地址全为“0”或“1”时,就形成了这些保留地址。它们分别代表着本网络地址和广播地址,通常是不能被计算在内的。
子网掩码的计算:
对于无须再划分成子网的 IP 地址而言,其子网掩码较为简单。其子网掩码可按照定义直接写出,比如某 B 类 IP 地址是 10.12.3.0 且无须再分割子网,那么该 IP 地址的子网掩码就是 255.255.0.0。倘若它是一个 C 类地址,其子网掩码则为 255.255.255.0。其他情况以此类推,在此不再详细说明。下面我们要介绍的关键是一个 IP 地址,要把它的高位主机位当作划分出的子网网络号,剩下的就是每个子网的主机号,在这种情况下该如何计算每个子网的掩码。