TCP/IP协议详解

网络协议是网络共同遵守的规则，互联网的通信协议是TCP/IP。

1.TCP/IP协议族介绍

TCP/IP协议族中包括上百个互为关联的协议，不同功能的协议分布在不同的协议层，下面介绍几个常用协议:

Telnet(Remote Login):提供远程登录功能，一台计算机用户可以登录到远程的另一台计算机上，如同在远程主机上直接操作一样。

FTP(File Transfer Protocol):远程文件传输协议，允许用户将远程主机上的文件拷贝到自己的计算机上。

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol):简单邮件传输协议，用于传输电子邮件。

2. IP地址

(1)什么是IP地址

Internet上的主机之间要进行通信，则每台主机都必须由一个惟一的地址以区别于其他主机，这个地址就是Internet地址，也称为IP地址。

Internet上的主机地址采用的是分层结构，每个主机的IP地址由两部分组成:一个是物理网络上所有主机通用的网络地址(网络标识);另一个是网络上主机专有的主机地址(主机标识)。并在全球范围内由专门的机构进行统一的地址分配，这样就保证了Internet上的每一台主机都有一个惟一的IP地址。在数据通信过程中，首先查找主机的网络地址，根据网络地址找到主机所在的网络，再在一个具体的网络内部查找主机。

(2)IP地址的表示方法

一个IP地址由4个字节(32位二进制数)组成，平均分成4段，每段8位，每段的取值范围为0～255，段与段之间用圆点分开。

IP地址有两种表示方法:二进制表示和十进制表示。

例如:北京师范大学的IP地址可以用两种方法来表示。

二进制表示:11001010.01100110.0101000.00110110

十进制表示:202.112.80.54

(3)IP地址的分类

Internet是一个网际网，它由大大小小各种各样的网络组成，每个网络中的主机数量是不同的，为了充分利用IP地址以适应主机数目不同的各种网络，IP地址进行了分类，共分为5类:A类、B类、C类、D类和E类。其中A类、B类、C类地址经常使用，称为IP主类地址，D类和E类地址被称为IP次类地址。如图3.14所示。

图3.14　IP地址分类

A类地址分配给少数规模很大的网络，每个A类地址的网络拥有众多的主机。具体规定为:32位地址中的第一个8位为网络标识，其中第0位为0，表示A类地址，其余24位为主机标识。A类网共有126个，每个A类网拥有主机16 777 214多万台。

B类地址分配给中等规模的网络，每个B类地址的网络拥有较多的主机。具体规定为: 32位地址中的前两个8位为网络标识，其中前两位为10，表示B类地址，其余16位为主机标识。B类网共有16 384个，每个B类网拥有主机65 534台。(https://www.xing528.com)

C类地址分配给小规模的网络，每个C类地址的网络只拥有少量主机。具体规定为:32位地址中的前三个8位为网络标识，其中前三位为110，表示C类地址，其余8位为主机标识。C类网共有2 097 151个，每个C类网拥有主机254个。

D类IP地址的第一个十进制数的范围为224～239，它用作多目的信息的传输，作为备用。

E类IP地址的第一个十进制数的范围为240～254，保留仅作为Internet的实验和开发之用。

目前已经出现了IP地址资源紧张的现象，为了解决这一问题，人们正在研究下一代IP地址，以把现有IP地址的长度从4个字节增加到16个字节，从而大大增加IP地址的数量。

3.域名系统

IP地址虽然可以惟一的标识网上主机的地址，但用户记忆很多用数字表示的主机地址十分困难。若能用代表一定含义的字符串来表示主机的地址，用户就比较容易记忆了。因此用域名DN(Domain Name)来表示每台主机的地址，即用一个文字名称来命名网上的每台主机，如“bta.net. cn”是北京电报局主机服务器的域名。为此，因特网提供了一种域名系统DNS(Domain Name System)，为主机分配一个由多个部分组成的域名，把形象化的域名翻译成对应的数字型IP地址。

域名由若干部分组成，各部分之间用圆点“.”作为分隔符。它的层次从左到右，逐级升高，其一般格式是:计算机名.组织机构名.二级域名.顶级域名。

(1)顶级域名

域名地址的最后一部分是顶级域名，也称为第一级域名。国际上，第一级域名采用通用的标准代码，它分组织机构和地理模式两类。由于因特网诞生在美国，因此其第一级域名采用组织机构域名，而美国以外的其他国家，都用主机所在的国家或地区的名称(由两个字母组成)，作为第一级域名，例如:CN表示中国，FR表示法国，KR表示韩国，UK表示英国等。

(2)二级域名

在国家顶级域名注册的二级域名均由该国自行确定。我国将二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”。

其中“类别域名”有6个，分别为:ac表示科研机构;com表示工、商、金融等企业;edu表示教育机构;gov表示政府部门;net表示互联网络、接入网络的信息中心和运行中心;org表示各社会团体及民间非盈利性的组织。表3-1为部分国家、地区和组织机构域名。

“行政区域名”有34个，适用于我国的各省、自治区、直辖市和特别行政区。例如，bj为北京市;sh为上海市;hk为香港特别行政区;om为澳门特别行政区等。

(3)组织机构名

域名的第3部分一般表示主机所属域或单位。例如，域名cemet.edu.cn中的cemet表示中国教育科研网，域名tsinghua.edu. cn中的tsinghua表示清华大学，pku.edu. cn中的pku表示北京大学等等。域名中的其他部分，网络管理员可以根据需要进行定义。

表3-1　部分国家、地区和组织机构域名

4.域名与IP地址的关系

域名和IP地址存在对应关系，当用户要与因特网中某台计算机通信时，既可以使用这台计算机的IP地址，也可以使用域名。相对来说，域名易于记忆，用得更普遍。

由于网络通信只能标识IP地址，所以当使用主机域名时，域名服务器通过DNS域名服务协议，会自动将登记注册的域名转换为对应的IP地址，从而找到这台计算机。