计算机网络中的一些基本概念

本文详细解析了IP地址的32位二进制表示和点分十进制形式,以及端口号在网络通信中的作用。介绍了网络协议的概念,包括协议分层和封装/分用原理,展示了如何通过协议栈进行数据交互。

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IP地址

概念

IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备(如路由器)的网络地址。简单说,IP地址用于定位主机的网络地址。

格式

IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节),如: 01100100.00000100.00000101.00000110。

通常用“点分十进制”的方式来表示,即 a.b.c.d 的形式(a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数)。如: 100.4.5.6。

端口号

概念

在网络通信中,IP地址用于标识主机网络地址,端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简单说:端口号用于定位主机中的进程。

格式

端口号是0~65535范围的数字,在网络通信中,进程可以通过绑定一个端口号,来发送及接收网络数据。

协议

概念

协议,网络协议的简称,网络协议是网络通信(即网络数据传输)经过的所有网络设备都必须共同遵从 的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定,计算机之间才能相互 通信交流。

协议分层

分层的作用

分层最大的好处,类似于面向接口编程:定义好两层间的接口规范,让双方遵循这个规范来对接。

在代码中,类似于定义好一个接口,一方为接口的实现类(提供方,提供服务),一方为接口的使用类 (使用方,使用服务):

  • 对于使用方来说,并不关心提供方是如何实现的,只需要使用接口即可
  • 对于提供方来说,利用封装的特性,隐藏了实现的细节,只需要开放接口即可

封装和分用

  • 不同的协议层对数据包有不同的称谓,在传输层叫做段(segment),在网络层叫做数据报 (datagram),在链路层叫做帧(frame)。
  • 应用层数据通过协议栈发到网络上时,每层协议都要加上一个数据首部(header),称为封装
  • 首部信息中包含了一些类似于首部有多长,载荷(payload)有多长,上层协议是什么等信息。
  • 数据封装成帧后发到传输介质上,到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部,根据首部中 的 "上层协议字段" 将数据交给对应的上层协议处理。

 分用可以理解为封装的逆过程

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