-
让品牌有温度、有情感
专注品牌策划15年
简述ip协议的工作原理（简述ip协议的工作原理和作用）
发布时间：2023-03-08 08:34:41
稿源：
创意岭 阅读：
436
问大家
大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于简述ip协议的工作原理的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
创意岭作为行业内优秀的企业，服务客户遍布全球各地，相关业务请拨打电话：175-8598-2043，或添加微信：1454722008
本文目录:
一、IP协议的工作过程
IP协议是TCP/IP协议里众多协议之一，工作的话，首先是会寻址，因为通信还是要靠物理地址。首先主机A知道多方的IP地址，如主机B。但是此时，主机A并不知道主机B的mac地址，所以主机A会向整个子网了发送子网的ARP广播，当主机B收到整个广播后，就会向主机A单播发送一个包，这个包里携带了主机B的mac地址和IP地址。这样主机A就能能力和主机B通信了
二、计算机网络TCP/IP等相关协议与原理
网络分层（由下到上）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
重点在： 物理层、数据链路层（这两层需要了解基本的原理）、网络层、传输层（这两层需要了解功能作用，原理和相关的一些协议）、应用层（http协议）。
开始之前先跟大家说一下协议，很多人不知道协议是什么，尤其是刚接触这方面东西的时候，一听协议，感觉很吊的样子，但是又不知其所云，其实，协议可以理解为：一个双方通信需要共同遵守的规范。
记住，在网络分层协议中，所有下层的协议的作用就是为了上层服务，谨记！
接下来，我跟大家一一道来，首先登场的是物理层。
这一层主要就是跟硬件打交道，这一层也是所有上层的基础。
数据链路层强调的是一种传输规范，这是指什么呢？说白了，就是指每次传输的最大容量（最大传输单元），数据组织结构（以太网帧的概念）、传输的目的地等。
MAC地址：烧录在网卡ROM中的一串数字，长度48bit。
分组交换：较大数组分割为较小数组，依次发送。
原因是数据链路层有不定长度的最大传输单元。
以太网的帧的概念：前导码（8字节）+本体（首部+数据+FCS）
原理：依靠MAC地址决定向哪个端发送数据，需要“转发表”。
转发表是交换机自动学习得到的。
作用：保证不同数据链路层下数据的可达性。
ARP协议（获取MAC地址）和ICMP协议（数据发送异常通知）
作用：识别对端信息的地址。地址为32位正整数表示，分为四个部分，每个部分由8位整数组成。说白了，是识别要传输目的地的地址。
每位对应十进制范围：0-255。
[注]：网络标识和主机标识是为了寻址而发明。
A类：
第一位为“0”的地址，前8位为网络标识，0.0.0.0-127.0.0.0是A类IP地址的理论范围。
B类：
前两位为“10”的地址，前16位是网络标识，128.0.0.0-191.255.0.0，主机标识16位。
C类：
前三位为“110”的地址。前24位网络标识，192.0.0.0-223.255.255.0，主机标识为8位。
D类：
前4位为“1110”的地址。网络标识为32位，没有主机标识。
IP地址长度仅可表达43亿左右的主机数目，（区分网络标识和主机标识）共32位（一段连续的0和一段连续的1）组成，1的长度就表示网络标识的长度。
子网掩码的作用是区分IP地址是否在同一子网内。
分组数据发送到目标地址的功能，持有路由控制表，它在路由控制表中查找目标IP地址对应的下一个路由器地址。
源主机--->网卡--->路由器1（路由器控制表）--->路由器2--->网卡--->目标主机
IP协议最大包为2的16次幂，等于65536.
接下来介绍几个IP协议相关的协议或技术：
将域名转化为IP地址（域名也是分层处理请求的，每一层都有对应的DNS服务器）。
通过目标IP地址，定位下一个接收数据包的网络设备（主机或路由器）的MAC地址。
在数据链路层发送广播，如果没有ARP技术，就没有办法穿透中间的服务器（ARP请求+ARP应答）。
NAT：用于将局域网中的私有地址转换为全局IP地址的技术。
每个路由器只有一个对外的全局IP地址，如果一个内网主机都向外通讯，怎么办？
就要使用到NATP技术，可转为TCP和UDP端口号。
不同的内网IP被转换成同一个公共的IP，但是NAPT技术可以使用不同的端口加以区分。
NAT和NAPT都需要路由器内部维护一张转换表。
举例：TCP首次SYN时，会生成这个表，关闭连接时会发出FIN包，收到这个包应答时转换表会被删除。
定义：实现应用程序之间的通信。
TCP：面向有连接的协议，建立连接需要3步，关闭连接需要4步。
具备数据重传、流量控制等功能，能正确处理丢包功能并有效利用宽带。
UDP：比较适合做实时视频和音频，效率比TCP高。
TCP有5个要素：源IP地址、目标IP地址、源端口号、目标端口号、协议号，同一台机器的端口号可以区分为不同的应用程序。
校验和=源IP地址（IP协议首部）+目标IP地址（IP协议首部）+源端口+目标端口
包长度=首部长度+数据长度
应该可以从下图看出来，TCP的首部比UDP的首部要复杂的多，所以也一定会影响的传输的速度和效率。
简单介绍一下首部的相关参数：
序列号：发送数据的位置
确认应答号：下一次应用接收到的数据的序列号
数据偏移：TCP首部的长度，单位为4字节。
控制位：长度为8位。
窗口大小：用于表示从应答号开始能够接受多少个8位字节。
紧急指针：尽在URG控制位为1时有效，表示紧急数据的末尾在TCP数据部分中的位置。
接下来最重要的一个技术点来了：
以下是通俗话解释连接和断开过程：
建立连接的过程：
1.client：我要建立连接。
2.server：我知道你要建立连接了，我这边没问题。
3.client：我了解你知道我要建立连接了，开始通信吧！
结束连接的过程：
1.client：我要关闭连接了
2.server：你那边可以关闭了
3.server：我这边也准备关闭了
4.client：我已关闭，你可以关闭了
[注]：连接是双方面的，所以关闭也是要自行关闭的。
数据包重发：保证ACK的值和发送方下次发送数据包的序列号相等。
接收方通过TCP首部中的控制位SYN判断这个数据是否曾经接收过？接收过就会舍弃。
重传超时时间（RTO）动态改变，略大于连接往返时间（RTT），RTO有自己的估算公式
定义：无需等待ACK，可以发送的最大数量。（窗口大小由接收端控制）
作用：为了解决发送数据包后，直至ACK确认返回之前，发送端都无法在进行发送的问题。
定义：接收端有缓存区数据溢出（如果窗口较大）
通俗一点的意思就是让发送方慢一点，免得接收方接收不过来。
TCP会慢启动算法得出窗口的大小，对发送数据量进行控制。
发送方拥有一个拥塞窗口，对发送的数据量进行控制。
TCP协议中的窗口是指：发送方和接收方窗口中的最小值。
1.通讯开始，发送方窗口为1。每收到一个ACK确认后，拥塞窗口翻倍。
2.由于指数级增长快，很快就会出现确认包超时。
3.设置慢启动阈值，它的值为拥塞窗口的大小的一半。
4.将拥塞窗口大小设置为1，重新进入慢启动过程。
5.慢启动阈值存在，当拥塞窗口大小达到阈值时，不再翻倍，而是线性增长。
6.随窗口大小的不断增长，可以收到三次重复的ACK，进入“快速重发”阶段。
7.TCp将慢启动阈值设置为当前拥塞窗大小的一半，再将拥塞窗口大小设成阈值大小。
8.拥塞窗口又会线性增加，直至下一次出现3次ACK或者超时。
三、ip地址和域名的工作原理是怎样的
中国的域名的话是.cn
国际的是.com
国际的域名注册要找那种专门注册域名的公司的
受欢迎程是一样滴，不过我总觉得.com一看就大气
花生壳那边有域名注册的
ip是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。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。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守
IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性，根据用户性质的不同，可以分为5类。另外，IP还有进入防护，知识产权，指针寄存器等含义。
四、tcp ip 网络基本原理
TCP/IP的基本原理
本文的重点虽然是根据实例来解析TCP/IP，但要讲明白下面的过程必须简要讲一下TCP/IP的基本原理。
A．网络是分层的，每一层分别负责不同的通信功能。
TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统，TCP/IP协议族是一组不同的协议组合在一起构成的协议族。尽管通常称该协议族为TCP/IP，但TCP和IP只是其中的两种协议而已，如表1所示。每一层负责不同的功能：
TCP/IP层描述 主要协议 主要功能
应用层 Http、Telnet、FTP和e-mail等 负责把数据传输到传输层或接收从传输层返回的数据
传输层 TCP和UDP 主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信，TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。
网络层 ICMP、IP 和 IGMP 有时也称作互联网层，主要为数据包选择路由，其中IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输
链路层 ARP 、RARP和设备驱动程序及接口卡 发送时将IP包作为帧发送；接收时把接收到的位组装成帧；提供链路管理；错误检测等
分层的概念说起来非常简单，但在实际的应用中非常的重要，在进行网络设置和排除故障时对网络层次理解得很透，将对工作有很大的帮助。例如：设置路由是网络层IP协议的事，要查找MAC地址是链路层ARP的事，常用的Ping命令由ICMP协议来做的。
b. 数据发送时是自上而下，层层加码；数据接收时是自下而上，层层解码。
当应用程序用TCP传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信息），该过程如图6所示。TCP传给IP的数据单元称作TCP报文段或简称为TCP段。IP传给网络接口层的数据单元称作IP数据报。通过以太网传输的比特流称作帧(Frame)。数据发送时是按照自上而下，层层加码；数据接收时是自下而上，层层解码。
C. 逻辑上通讯是在同级完成的
垂直方向的结构层次是当今普遍认可的数据处理的功能流程。每一层都有与其相邻层的接口。为了通信，两个系统必须在各层之间传递数据、指令、地址等信息，通信的逻辑流程与真正的数据流的不同。虽然通信流程垂直通过各层次，但每一层都在逻辑上能够直接与远程计算机系统的相应层直接通信。通讯实际上是按垂直方向进行的，但在逻辑上通信是在同级进行的。
以上就是关于简述ip协议的工作原理相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。
推荐阅读：
赣公网安备 50019002502384号
