互联网协议入门

Learn from：阮一峰-互联网协议入门

1. 概念

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MAC地址： 以太网规定，连入网络的所有设备，都必须具有“网卡”接口。
数据包是从一块网卡传送到另一块网卡的。
网卡的地址（MAC地址）：数据包的发送和接收地址，这个地址是独一无二的
48位，12个十六进制 eg：

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网络层：主机到主机的通信。
以太网广播方式效率低，而且局限在发送者所在的子网络。
网络层引进一套新的地址，使我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络，这套地址叫做“网络地址”（网址）。
IP协议： 规定网络地址的协议，目前广泛使用的是IPV4（IP协议第四版）
IP地址： eg：172.16.254.1（32个二进制位）（范围从0.0.0.0到255.255.255.255）
互联网上的每一台计算机都会分配到一个IP地址，地址前一部分若干位代表网络部分（所在网络），后半部分代表主机
子网掩码： 表示子网络特征的一个参数，32位二进制，网络部分全为1，主机部分为0.
根据子网掩码前多少位为1可以判断IP地址前多少位为网络部分，从而判读任意两个IP地址是否处在同一个子网络。
方法： 将两个IP地址与子网掩码分别按位与运算，结果相同为同一子网络。
sum： IP地址的作用：
1.为网络上的计算机提供一个唯一的地址——IP地址
2.确定哪些地址在同一个子网络
IP数据包：

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传输层： 端口到端口的通信
端口： 是每一个使用网卡的程序的编号，表示这个数据包到底供哪个程序（进程）使用。
端口的编号：
0—65535间的整数（16个二进制位）
0-1023被系统占用，大于1023用户使用（应用程序随机选取）
UDP协议：
UDP协议优点： 比较简单，容易实现
缺点： 可靠性差，一旦数据包发出，无法知道对方是否收到
UDP数据包：

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TCP协议： 有确认机制的UDP协议，每发出一个数据包都要求确认
缺点：过程复杂，实现困难，消耗较多资源
通常TCP数据包长度不超过IP数据包长度，以确保单个TCP数据包不必再分割

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0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址，表示这样一个集合：所有不清楚的主机和目的网络，255.255.255.255：本网络中的所有主机，不被路由器转发

UDP标头：
发出方端口：68端口
接收方端口：67端口
以上是DHCP协议规定的
过程：
发出以太网数据包，以太网广播给同个子网络中的每台计算机，每台计算机收到这个包后，因为MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，每个计算机分析了这个包的IP地址，发方是0.0.0.0，收方是255.255.255.255，所以DHCP服务器接收这个包，其他计算机丢弃了这个包，DHCP服务器继续读包，然后选取一个未出租的IP地址，再发出一个“DHCP响应”数据包，数据包形式与请求包一样，包含双方MAC地址（请求方和DHCP服务器），DHCP服务器的IP地址和接收方IP（255.255.255.255），UDP标头：发方端口67，收方端口68，data数据内容：动态分配给请求方的IP地址和相关网络参数。