Linux课程设计Linux下的网关服务 第2页
２.３网络基本知识简介
2.3.1 ISO模型
为了简化网络结构,国际化标准组织(ISO)创建了开放系统互连模型.采用一种分层模型的方式,如图１所示。
图１ISO 模型图
应用层
应用层是最接近终端用户的OSI层，这就意味着OSI应用层与用户之间是通过应用软件直接相互作用的。属于这一层的应用包括客户/服务器应用、电子邮件、FTP和HTTP等。
表示层
表示层提供多种功能用于应用层数据编码和转化，以确保以一个系统应用层发送的信息可以被另一个系统应用层识别。
会话层
会话层建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话。通信会话包括发生在不同网络应用层之间的服务请求和服务应答，这些请求与应答通过会话层的协议实现。
传输层
传输层向高层提供可靠的端到端的网络数据流服务。传输层的功能一般包括流控、多路传输、虚电路管理及差错校验和恢复
网络层
网络层负责在源和终点之间建立连接。它一般包括网络寻径，还可能包括流量控制、错误检查等。
数据链路层
数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。
物理层
第一层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输。它由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器[2]。
2.3.2 TCP/IP
TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。其模型图如图2所示。
TCP/IP协议被组织成四个概念层，其中有三层对应于ISO参考模型中的相应层。ICP/IP协议族并不包含物理层和数据链路层，因此它不能独立完成整个计算机网络系统的功能，必须与许多其他协议协同工作。 TCP/IP分层模型的四
个协议层分别完成以下功能。
第一层 网络接口层
网络接口层包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协议。实际上TCP/IP标准并不定义与ISO数据链路层和物理层相对应的功能。相反，它定义像地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)这样的协议，提供TCP/IP协议的数据结构和实际物理硬件间的接口。
第二层 网间层
网间层对应于OSI七层参考模型的网络层。本层包含IP协议、RIP协议(Routing Information Protocol，路由信息协议)，负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信息。
第三层 传输层
传输层对应于OSI七层参考模型的传输层，它提供两种端到端的通信服务。其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务，UDP协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数据报服务。
第四层 应用层
应用层对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。因特网的应用层协议包括Finger、Whois、FTP(文件传输协议)、Gopher、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会话)、NNTP（网络新闻传输协议）等[2]。
2.3.3 IP地址分类
基本的IP地址是分成8位一个单元(称为8 位位组)的32位二进制数。为了方便人们的使用，对机器友好的二进制地址转变为人们更熟悉的十进制地址。IP地址中的每一个8位位组用0～255之间的一个十进制数表示。这些数之间用点(.)隔开，这是所谓的点-十进制格式。因此，最小的IPv4地址值为0.0.0.0，最大的地址值为255.255.255.255，然而这两个值是保留的，没有分配给私人的端系统。
点分十进制数表示的IPv4 地址分成几类，以适应大型、中型、小型的网络。这些类的不同之处在于用于表示网络的位数与用于表示主机的位数之间的差别。IP地址分成五类，用字母表示：
A 类地址 从0.0.0.0 到127.255.255.255
B 类地址 从128.0.0.0 到191.255.255.255
C 类地址 从192.0.0.0 到223.255.255.255
D 类地址 从224.0.0.0到239. 255. 255.254
E 类地址 从240.0.0.0 到255.255.255.255
每一个IP地址包括两部分：网络地址和主机地址，上面五类地址对所支持的网络数和主机数有不同的组合。
A 类地址
一个A 类IP地址仅使用第一个8位位组表示网络地址。剩下的3个8位位组表示主机地址。A类地址的第一个位总为0，这一点在数学上限制了A类地址的范围小于127,127是64+32+16+8+4+2+1的和。最左边位表示128，在这里空缺。因此仅有127个可能的A类网络。A类地址后面的24位(3个点-十进制数)表示可能的主机地址，A类网络地址的范围从1.0.0.0到126.0.0.0。注意只有第一个8位位组表示网络地址，剩余的3个8位位组用于表示第一个8位位组所表示网络中惟一的主机地址，当用于描述网络时这些位置为0。注意技术上讲，127.0.0.0 也是一个A类地址，但是它已被保留作闭环（look back ）测试之用而不能分配给一个网络。每一个A类地址能支持16777214个不同的主机地址，这个数是由2的24次方再减去2得到的。减2是必要的，因为IP把全0保留为表示网络而全1表示网络内的广播地址。其中10.0.0.0 和10.255.255.255保留
B 类地址
设计B类地址的目的是支持中到大型的网络。B类网络地址范围从128.1.0.0到191.254.0.0。B 类地址蕴含的数学逻辑是相当简单的。一个B类IP地址使用两个8位位组表示网络号，另外两个8位位组表示主机号。B类地址的第1个8位位组的前两位总置为10，剩下的6位既可以是0也可以是1，这样就限制其范围小于等于191，由128+32+16+8+4+2+1得到。最后的16位( 2个8位位组)标识可能的主机地址。每一个B类地址能支持64534 个惟一的主机地址，这个数由2的16次方减2得到。B类网络仅有16382个，其中172.16.0.0和172.31.255.255保留。
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