計算機網路基礎知識

計算機網路協議： osi 七層協定

計算機網路協議： tcp/ip

其實 tcp/ip 也是使用 osi 七層協議的觀念，所以同樣具有分層的架構，只是將它簡化為四層，在結構上面比較沒有這麼嚴謹，程式撰寫會比較容易些。

網路**一次傳輸的資料量是有限的，因此如果要被傳輸的資料太大時，我們在分層的包裝中，就得要將資料先拆開放到不同的包裹中，再給包裹乙個序號，好讓目的端的主機能夠藉由這些序號再重新將資料整合回來！

以太網路的傳輸協議：csma/cd

整個以太網路的重心就是以太網路卡啦！所以說，以太網路的傳輸主要就是網路卡對網路卡之間的資料傳遞而已。每張以太網路卡出廠時，就會賦予乙個獨一無二的卡號，那就是所謂的 mac (media access control)。那麼以太網路的網絡卡之間資料是如何傳輸的呢？那就得要談一下 ieee 802.3 的標準 csma/cd (carrier sense multiple access with collision detection) 了。

tcp/ip 的網路層相關封包與資料

ip 位址的組成與分級

ip 的組成是 32 bits 的數值，也就是由 32 個 0 與 1 組成的一連串數字！那麼當我們思考所有跟 ip 有關的引數時，你就應該要將該引數想成是 32 位的資料喔！不過，因為人類對於二進位制實在是不怎麼熟悉，所以為了順應人們對於十進位制的依賴性，因此，就將 32 bits 的 ip 分成四小段，每段含有 8 個 bits ，將 8 個 bits 計算成為十進位制，並且每一段中間以小數點隔開，那就成了目前大家所熟悉的 ip 的書寫模樣了。

ip 的表示式：

00000000.00000000.00000000.00000000 ==> 0.0.0.0

11111111.11111111.11111111.11111111 ==> 255.255.255.255

所以 ip 最小可以由 0.0.0.0 一直到 255.255.255.255 哩！但在這一串數字中，其實還可以分為兩個部分喔！主要分為 net_id (網域號碼)與 host_id (主機號碼) 兩部份。

192.168.0.0~192.168.0.255 這個 class c 的說明：

11000000.10101000.00000000.00000000

11000000.10101000.00000000.11111111

|-----------------net_id----------------|----host----|

在上面的範例當中，前面三組數字 (192.168.0) 就是網域號碼，最後面一組數字則稱為主機號碼。至於同乙個網域的定義是『在同乙個物理網段內，主機的 ip 具有相同的 net_id ，並且具有獨特的 host_id』，那麼這些 ip 群就是同乙個網域內的 ip 網段啦！

ip 在同一網域的意義

 net_id 與 host_id 的限制：

在同乙個網段內，net_id 是不變的，而 host_id 則是不可重複，此外，host_id 在二進位制的表示法當中，不可同時為 0 也不可同時為 1 ，因為全為 0 表示整個網段的位址 (network ip)，而全為 1 則表示為廣播的位址 (broadcast ip)。例如上面的例子當中，192.168.0.0 (host_id 全部為 0)以及 192.168.0.255 (host_id 全部為 1) 不可用來作為網段內主機的 ip 設定，也就是說，這個網段內可用來設定主機的 ip 是由 192.168.0.1 到 192.168.0.254；

 在區網內透過 ip 廣播傳遞資料

 設定不同區網在同物理網段的情況

在同乙個物理網段之內，如果兩部主機設定成不同的 ip 網段，則由於廣播位址的不同，導致無法透過廣播的方式來進行聯機。此時得要透過路由器 (router) 來進行溝通才能將兩個網域鏈結在一起。

 網域的大小

當 host_id 所占用的位越大，亦即 host_id 數量越多時，表示同乙個網域內可用以設定主機的 ip 數量越多。

ip 的種類與取得方式

 public ip : 公共 ip ，經由 internic 所統一規劃的 ip，有這種 ip 才可以連上 internet ；

 private ip : 私有 ip 或保留 ip，不能直接連上 internet 的 ip ，主要用於區域網路內的主機聯機規劃。

ip 與 mac：鏈結層的 arp 與 rarp 協定

arp (address resolution protocol, 網路位址解析) 協議，以及 rarp (revers arp, 反向網路位址解析)

ip 其實是設定於某張以太網路卡上頭時，我們的主機會對整個區網傳送出 arp 封包，對方收到 arp 封包後就會回傳他的 mac 給我們，我們的主機就會知道對方所在的網絡卡，那接下來就能夠開始傳遞資料。當使用 arp 協議取得目標 ip 與他網絡卡卡號後，就會將該筆記錄寫入我們主機的 arp table 中 (記憶體內的資料) 記錄 20 分鐘。

當你傳送 arp 封包取得的 ip/mac 對應，這個記錄的 arp table 是動態的資訊 (一般保留 20 分鐘)，他會隨時隨著你的網域裡面計算機的 ip 更動而變化。

特權埠 (privileged ports)

另外一點比較值得注意的是，小於 1024 以下的埠要啟動時，啟動者的身份必須要是 root 才行，所以才叫做特權埠嘛！這個限制挺重要的，大家不要忘記了喔！不過如果是 client 端的話，由於 client 端都是主動向 server 端要資料，所以 client 端的 port number 就使用隨機取乙個大於 1024 以上且沒有在用的 port number。

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