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IP协议及其相关知识

2012-11-13 21:51 工业·编程 ⁄ 共 3628字 ⁄ 字号 暂无评论

    IP即Internet Protocol(网络之间互连的协议),在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。

    网络上每台计算机(主机)至少具有一个IP(可以有多个ip,而且可以动态变化)地址将其与网络上其他计算机区别开。当你发送或者接受信息时(例如,一个电子邮件信息或一个网页),信息被分成几个小块,称为信息包。每个信息包都包含了发送者和接受者的网络地址。网关计算机读到了目的地址,信息包继续向前到下一个邻近的网关照例读到目的地址,如此一直向前通过网络,直到一个网关确认这个信息包属于其最紧邻或者其范围内的计算机。最终直接进入到其指定地址的计算机。 因为一个信息被分成了许多信息包,如果必要,每个信息包能够通过网络不同的路径发送。信息包能按照与它们发送时的不同顺序到达。网络协议(IP)仅仅是递送他们。另外一个协议,传输控制协议(TCP)才是能够将它们按照正确顺序组合回原样。 IP是一个无连接协议,这就意味着在通信的终点之间没有连续的线路连接。每个信息包作为一个处理过的独立的单元在网络上传输,这些单元之间没有相互的联系。(信息包能放在正确的位置上是因为TCP,明了信息中信息包顺序的面向连接协议。)在开放的系统互连(OSI)通讯模式中IP协议位于第三层——网络层。 如今最广泛应用的IP版本是IPv4。然而,IP版本6(IPv6)也已经开始使用了。IPv6为了更长的地址作准备,因此可以满足更多网络使用者的需要。IPv6包括了IPv4的功能,任何支持IPv6信息包的服务器同样也支持IPv4信息包。

不同的网络之间是不能实现互通的,IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件,它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据包”格式,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通。那么,“数据包” 是什么?它又有什么特点呢?数据包也是分组交换的一种形式,就是把所传送的数据分段打成 “包”,再传送出去。但是,与传统的“连接型”分组交换不同,它属于“无连接型”,是把打成的每个“包”(分组)都作为一个“独立的报文”传送出去,所以叫做“数据包”。这样,在开始通信之前就不需要先连接好一条电路,各个数据包不一定都通过同一条路径传输,所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要,它大大提高了网络的坚固性和安全性。每个数据包都有报头和报文这两个部分,报头中有目的地址等必要内容,使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据,因为数据包中的数据仅仅一连串的0和1,这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。在实际传送过程中,数据包还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据包的长度,IP数据包的最大长度可达 65535个字节。

IP(IPv4)地址分成网络号和主机号两部分,设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算方法2^网络号位数),用于识别主机所在网络;主机号的位数则决定了网络中最大的主机数(计算方法2^主机号位数-2),用于识别该网络中的主机。;地址格式为:IP地址=网络地址+主机地址 或 IP地址=网络地址+子网地址+主机地址。然而,由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大,也可能比较小,设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案:将IP地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。

根据用途和安全性级别的不同,IP地址还可以大致分为两类:公共地址和私有地址。公用地址在Internet中使用,可以在Internet中随意访问。私有地址只能在内部网络中使用,只有通过代理服务器才能与Internet通信。按照用户类型可分五类,A类保留给政府机构,B类分配给中等规模的公司,C类分配给任何需要的人,D类用于组播,E类用于实验,各类可容纳的地址数目不同。A、B、C三类IP地址的特征:当将IP地址写成二进制形式时,A类地址的第一位总是0,B类地址的前两位总是10,C类地址的前三位总是110。

1. A类地址
(1)A类地址第1字节为网络地址,其它3个字节为主机地址。
(2)A类地址范围:1.0.0.1—126.255.255.254
(3)A类地址中的私有地址和保留地址:
① 10.X.X.X是私有地址(所谓的私有地址就是在互联网上不使用,而被用在局域网络中的地址)。
范围(10.0.0.0-10.255.255.255)
② 127.X.X.X是保留地址,用做循环测试用的。
2. B类地址
(1) B类地址第1字节和第2字节为网络地址,其它2个字节为主机地址。
(2) B类地址范围:128.0.0.1—191.255.255.254。
(3) B类地址的私有地址和保留地址
① 172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址
② 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址,而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。就会得到其中一个IP。
3. C类地址
(1)C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址,第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。
(2)C类地址范围:192.0.0.1—223.255.255.254。
(3) C类地址中的私有地址:
192.168.X.X是私有地址。(192.168.0.0-192.168.255.255)
4. D类地址
(1) D类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的前四位固定为1110。
(2) D类地址范围:224.0.0.1—239.255.255.254
5. E类地址
(1) E类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的前四位固定为1111。
(2) E类地址范围:240.0.0.1—255.255.255.254

由于网络高速发展,IPv4已不能满足需求,出现了IPv6。

IPv6特点:
扩展的寻址能力
IPv6将IP地址长度从32位扩展到128位,支持更多级别的地址层次、更多的可寻址节点数以及更简单的地址自动配置。通过在组播地址中增加一个“范围”域提高了多点传送路由的可扩展性。还定义了一种新的地址类型,称为“任意播地址”,用于发送包给一组节点中的任意一个;
简化的报头格式
一些IPv4报头字段被删除或变为了可选项,以减少包处理中例行处理的消耗并限制IPv6报头消耗的带宽;
对扩展报头和选项支持的改进
IP报头选项编码方式的改变可以提高转发效率,使得对选项长度的限制更宽松,且提供了将来引入新的选项的更大的灵活性;
标识流的能力
增加了一种新的能力,使得标识属于发送方要求特别处理(如非默认的服务质量获“实时”服务)的特定通信“流”的包成为可能;
认证和加密能力
IPv6中指定了支持认证、数据完整性和(可选的)数据机密性的扩展功能。

代理IP就是代理服务器,英文全称是Proxy Server,其功能就是代理网络用户去取得网络信息。

形象的说:它是网络信息的中转站。在一般情况下,我们使用网络浏览器直接去连接其他Internet站点取得网络信息时,须送出Request信号来得到回答,然后对方再把信息以bit方式传送回来。代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间的一台服务器,有了它之后,浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求,Request信号会先送到代理服务器,由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。而且,大部分代理服务器都具有缓冲的功能,就好象一个大的Cache,它有很大的存储空间,它不断将新取得数据储存到它本机的存储器上,如果浏览器所请求的数据在它本机的存储器上已经存在而且是最新的,那么它就不重新从Web服务器取数据,而直接将存储器上的数据传送给用户的浏览器,这样就能显著提高浏览速度和效率。更重要的是:

Proxy Server(代理服务器)是Internet链路级网关所提供的一种重要的安全功能,它的工作主要在开放系统互联(OSI)模型的对话层。主要的功能有:

    1.突破自身IP访问限制,访问国外站点。教育网、169网等网络用户可以通过代理访问国外网站。

    2.访问一些单位或团体内部资源,如某大学FTP(前提是该代理地址在该资源 的允许访问范围之内),使用教育网内地址段免费代理服务器,就可以用于对教育网开放的各类FTP下载上传,以及各类资料查询共享等服务。

    3.突破中国电信的IP封锁:中国电信用户有很多网站是被限制访问的,这种限制是人为的,不同Serve对地址的封锁是不同的。所以不能访问时可以换一个国外的代理服务器试试。

    4.提高访问速度:通常代理服务器都设置一个较大的硬盘缓冲区,当有外界 的信息通过时,同时也将其保存到缓冲区中,当其他用户再访问相同的信息时, 则直接由缓冲区中取出信息,传给用户,以提高访问速度。

    5.隐藏真实IP:上网者也可以通过这种方法隐藏自己的IP,免受攻击。

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