通信协议网络层(网络层通信协议有哪些)

互联网的实现，分为好几层，每一层都有自己特有的功能，而且每一层都靠下一层支持。用户接触到的，只是最上面的一层，我们称为应用层，要理解互联网，必须从最下层开始，自下而上的理解每一层的功能。我们常见的网络模型，有以下三种：它们之间的关系如下图所示其中， 理论五层模型 是综合 OSI七层 和 TCP/IP四层 的优点，采用的一种原理体系结构。我们接下来的探讨也是基于 理论五层模型 来展开的。理论五层模型 的结构如下图各层的作用如下：简单说，越下面的层，越靠近硬件；越上面的层，越靠近用户。每一层都是为了完成某一种功能。为了实现这些功能，需要遵守一些共同的规则，这些规则就是 协议(protocol) 。互联网的每一层，都定义了很多协议。这些协议的总称，叫做 互联网协议(Internet Protocol Suite) ，它们是互联网的核心。下面的内容中，我们通过每一层的功能的介绍，对每一层中的主要协议所起作用进行讲解。电脑要进行联网，需要把电脑通过各种设备连接进网络，设备有光缆、电缆、双绞线、无限电波等方式。物理层是用于传输信号的介质，它传输的是 0和1 的电信号。但是关于电信号如何分组,每个信号位有何意义并没有规定。这就是 数据链路层 的功能，它在 物理层 的上方，确定了0和1的分组方式，用于两个设备(同一种数据链路结点)之间进行信息传递。早期的时候，每家公司都有自己的电信号分组方式。逐渐地，一种叫做 以太网(Ethernet) 的协议，占据了主导地位。以太网规定，一组电信号构成一个数据包，叫做 帧(frame) ，每一帧分为两个部分： 标头(Head) 和 数据(Data) 。MTU是链路层对物理层的限制。由于链路层存在MTU的限制，导致网络层的报文如果超过1500字节，就必要要对其进行分片发送。上面我们提到，以太网数据包的 标头 ，包含了发送者和接受者的信息。那么，发送者和接受者是如何标识呢？以太网规定，连入网络的所有设备，都必须具有 网卡 接口。数据包必须是从一块网卡，传送到另一块网卡。网卡的地址，就是数据包的发送地址和接收地址，这叫做 MAC地址 。每块网卡出厂的时候，都有一个全世界 独一无二的MAC地址 ，长度是 48个二进制位 ，通常用 12个十六进制数 表示。前6个十六进制数是厂商编号，后6个十六进制数是该厂商的网卡流水号。有了MAC地址，就可以定位网卡和数据包的路径了。定义地址只是第一步，后面还有更多的步骤：上图中，5号计算机向3号计算机 发送一个数据包 ，同一个子网络的1号、2号、3号、4号、6号计算机 都会收到 这个包。它们读取这个包的 标头 ，找到 接收方的MAC地址 ，然后 与自身的 MAC地址相 比较 ，如果两者 相同 ，就 接收这个包 ，做进一步处理， 否则就丢弃 这个包。这种发送方式就叫做 广播 （broadcasting）。有了数据包的定义、网卡的MAC地址、广播的发送方式，"链接层"就可以在多台计算机之间传送数据了。以太网协议，依靠MAC地址发送数据。理论上，单单依靠MAC地址，成都的网卡就可以找到休斯顿的网卡了，技术上是可以实现的。但是，这样做有一个重大的缺点。 以太网 采用 广播 方式 发送数据包 ，所有成员人手一包，不仅 效率低 ，而且 局限在发送者所在的子网络 。也就是说，如果两台计算机不在同一个子网络，广播是传不过去的。这种设计是合理的，否则互联网上每一台计算机都会收到所有包，那会引起灾难。互联网是无数子网络共同组成的一个巨型网络，很像想象成都和休斯顿的电脑会在同一个子网络，这几乎是不可能的。因此，必须找到一种方法，能够区分哪些MAC地址属于同一个子网络，哪些不是。如果是 同一个子网络 ，就采用 广播 方式发送， 否则 就采用 路由 方式发送。（ 路由 的意思，就是指如何向不同的子网络分发数据包，这是一个很大的主题，本文不涉及。）遗憾的是，MAC地址本身无法做到这一点。它只与厂商有关，与所处网络无关。这就导致了 网络层 的诞生。它的作用是 引进一套新的地址 ，使得我们能够 区分 不同的计算机是否属于同一个 子网络。这套地址就叫做 网络地址 ，简称 网址 。于是， 网络层 出现以后，每台计算机有了 两种地址 ，一种是 MAC地址 ，另一种是 网络地址 。两种地址之间没有任何联系，MAC地址是绑定在网卡上的，网络地址则是管理员分配的，它们只是随机组合在一起。网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络，MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡。因此，从逻辑上可以推断，必定是先处理网络地址，然后再处理MAC地址。规定网络地址的协议，叫做 IP协议 。它所定义的地址，就被称为 IP地址 。目前，广泛采用的是IP协议的第四版和第六版，分别称为IPv4和IPv6。互联网上的每一台计算机，都会分配到一个IP地址。这个地址分成 两个部分 ， 前一部分代表网络，后一部分代表主机 。比如，IP地址14.215.177.39，这是一个32位的地址，假定它的网络部分是前24位（14.215.177），那么主机部分就是后8位（最后的那个1）。处于同一个子网络的电脑，它们IP地址的网络部分必定是相同的，也就是说14.215.177.2应该与14.215.177.1处在同一个子网络。但是，问题在于单单从IP地址，我们无法判断网络部分。还是以14.215.177.39为例，它的网络部分，到底是前24位，还是前16位，甚至前28位，从IP地址上是看不出来的。那么，怎样才能从IP地址，判断两台计算机是否属于同一个子网络呢？这就要用到另一个参数 子网掩码 （subnet mask）。子网掩码：我们知道，IPv4的地址只有32位，地球上网民数量已经远远超出这个数字，那么，为啥至今还没出现地址枯竭呢？因为我们还有一些技术，可以变相的缓解地址不足，比如NAT技术。NAT（Network Address Translation，网络地址转换）IPv6拥有128位巨大的地址空间，对于那么大的空间，也不是随意的划分，而是使用按照bit位进行号段划分。IPv6地址结构如下图例如 RFC4291 中定义了n=48, m=16，也就是子网和接口ID与各占64位。IPv6没有子网掩码mask的概念，它支持的是 子网前缀标识方法 。使用 IPv6地址/前缀长度 表示方法，例如：可以看到，一个IPv6的地址有子网前缀+接口ID构成，子网前缀由地址分配和管理机构定义和分配，而接口ID可以由各操作系统实现生成。IPv6是用来解决IPv4 地址枯竭 问题的，IPv4地址为32位，而IPv6地址为 128位除了地址数量以外，IPv6还有很多优点，例如：如上所述，IP协议的作用主要有两个：根据IP协议发送的数据，就叫做 IP数据包 。我们直接把IP数据包直接放进以太网数据包的"数据"部分，不用修改以太网的规格。这就是互联网分层结构的好处：上层的变动完全不涉及下层的结构。具体来说，IP数据包也分为 标头 和 数据 两个部分：其中， 标头 范围为 20-60字节 ( IPv6固定为40字节 )， 整个 数据包的总长度 最大为65535字节 。因此， 理论上 ，一个IP数据包的 数据部分 ， 最长为65515字节 。如图所示，标头中 20字节是固定不变的 ，它包含了版本、长度、IP地址等信息，另外还有可变部分的标头可选。而数据则是IP数据包的具体内容。将它放入以太网数据包后，以太网数据包就变成了下面这样：在以太网协议中，以太网数据包的数据部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。关于网络层，还有最后一点需要说明。因为IP数据包是放在以太网数据包里发送的，所以我们必须同时知道 两个地址 ，一个是对方的 MAC地址 ，另一个是对方的 IP地址 。通常情况下，对方的IP地址是已知的，但是我们 不知道它的MAC地址 。所以，我们需要一种机制，能够从IP地址得到MAC地址。这里又可以分成两种情况：总之，有了ARP协议之后，我们就可以得到同一个子网络内的主机MAC地址，可以把数据包发送到任意一台主机之上了。ARP攻击是利用ARP协议设计时缺乏安全验证漏洞来实现的，通过伪造ARP数据包来窃取合法用户的通信数据，造成影响网络传输速率和盗取用户隐私信息等严重危害。ARP攻击主要是存在于局域网网络中，局域网中若有一台计算机感染ARP木马，则感染该ARP木马的系统将会试图通过“ARP欺骗”手段截获所在网络内其它计算机的通信信息，并因此造成网内其它计算机的通信故障。局域网中比较常见的ARP攻击包括：上网时断时续，拷贝文件无法完成，局域网内的ARP包激增。出现不正常的MAC地址，MAC地址对应多个IP地址，网络数据发不出去了，网上发送信息被窃取，个人PC中毒局域网内MAC地址泛洪使MAC地址缓存表溢出等问题。据包的协议地址不匹配，从而在网络中产生大量的ARP。在局域网环境中，ARP攻击是主要的安全威胁，在传统网络中主要是通过静态绑定的方式来解决，但是这种方式限制了网络扩展的易用性。有了MAC地址和IP地址，我们已经可以在互联网上任意两台主机上建立通信。接下来的问题是，同一台主机上有许多程序都需要用到网络，比如，你一边浏览网页，一边与朋友在线聊天。当一个数据包从互联网上发来的时候，你怎么知道，它是表示网页的内容，还是表示在线聊天的内容？也就是说，我们还需要一个参数，表示这个数据包到底供哪个 程序（进程） 使用。这个参数就叫做 端口 （port），它其实是每一个使用网卡的程序的编号。每个数据包都发到主机的特定端口，所以不同的程序就能取到自己所需要的数据。端口是0到65535之间的一个整数，正好16个二进制位。0到1023的端口被系统占用，用户只能选用大于1023的端口。不管是浏览网页还是在线聊天，应用程序会随机选用一个端口，然后与服务器的相应端口联系。传输层 的功能，就是建立 端口到端口 的通信。相比之下，网络层 的功能是建立 主机到主机的通信。只要确定主机和端口，我们就能实现程序之间的交流。因此，Unix系统就把主机+端口，叫做 套接字（socket）。有了它，就可以进行网络应用程序开发了。现在，我们必须在数据包中加入端口信息，这就需要新的协议。最简单的实现叫做UDP协议，它的格式几乎就是在数据前面，加上端口号。UDP数据包，也是由标头和数据两部分组成：UDP数据包非常简单，标头部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。UDP协议的优点是比较简单，容易实现，但是缺点是可靠性较差，一旦数据包发出，无法知道对方是否收到。为了解决这个问题，提高网络可靠性，TCP协议就诞生了。这个协议非常复杂，但可以近似认为，它就是有确认机制的UDP协议，每发出一个数据包都要求确认。如果有一个数据包遗失，就收不到确认，发出方就知道有必要重发这个数据包了。因此，TCP协议能够确保数据不会遗失。它的缺点是过程复杂、实现困难、消耗较多的资源。TCP数据包和UDP数据包一样，都是内嵌在IP数据包的数据部分。 TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长 ，但是为了保证网络的效率， 通常 TCP数据包的长度 不会超过IP数据包的长度 ，以确保单个TCP数据包不必再分割。应用程序收到传输层的数据，接下来就要进行解读。由于互联网是开放架构，数据来源五花八门，必须事先规定好格式，否则根本无法解读。应用层的作用，就是规定应用程序的数据格式。举例来说，TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了应用层。这是最高的一层，直接面对用户。它的数据就放在TCP数据包的数据部分。因此，现在的以太网的数据包就变成下面这样：

IP(IPv4，IPv6)，ICMP，ICMPv6，IGMP，IPsec。网络层用来处理网络中流动的数据包，数据包为最小的传递单位，比如我们常用的ip协议、icmp协议、arp协议（通过分析ip地址得出物理mac地址）。网络层在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。扩展资料：TCP/IP模型分为5层：应用层、传输层、网络层、数据链路层以及 物理层。分层就类似接口的定义，定义了每个层的行为职责。这样的分层抽象提供了更多实现的自由。TCP/IP分层模型数据传递：首先应用层将数据报文按照协议封装格式压缩然后传递给传输层、传输层通过协议将数据报封装为数据报段、然后传递给网络层，网络层将数据报段封装为数据包，并传递给数据链路层，数据链路层收到数据包，封装为数据帧，然后又将数据帧转比特流传递给物理层，物理层将比特流通过光或电信号发送给目标。
IP(IPv4,IPv6),ICMP,ICMPv6,IGMP,IPsec等等... 如果是OSI模型的话,一般还广泛地包括IPX,AppleTalk等...
搜一下就可以查到了。 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
IP,ICMP,OSPF,ARP,RARP
IP IMCP RARP ICMP

在TCP/IP协议有四层。1、应用层：应用层是TCP/IP协议的第一层，是直接为应用进程提供服务的。2、运输层：作为TCP/IP协议的第二层，运输层在整个TCP/IP协议中起到了中流砥柱的作用。且在运输层中，TCP和UDP也同样起到了中流砥柱的作用。3、网络层：网络层在TCP/IP协议中的位于第三层。在TCP/IP协议中网络层可以进行网络连接的建立和终止以及IP地址的寻找等功能。4、网络接口层：在TCP/IP协议中，网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层所以，网络接口层既是传输数据的物理媒介，也可以为网络层提供一条准确无误的线路。网际互联层网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。注重重新赋予主机一个IP地址来完成对主机的寻址，它还负责数据包在多种网络中的路由。该层有三个主要协议：网际协议（IP）、互联网组管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。IP协议是网际互联层最重要的协议，它提供的是一个可靠、无连接的数据报传递服务。
TCP/IP协议分为如下4层: 网络接口层：负责接收和发送物理帧网络层：负责相邻节点之间的通信传输层：负责起点到终点的通信应用层：提供诸如文件传输、电于邮件等应用程序 要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另-台计算机，数据需经过上述四层通讯软件的处理才能在物理网络中传输。

网络层主要是为传输层提供服务，为了向传输层提供服务，则网络层必须要使用数据链路层提供的服务。而数据链路层的主要作用是负责解决两个直接相邻节点之间的通信，但并不负责解决数据经过通信子网中多个转接节点时的通信问题。因此，为了实现两个端系统之间的数据透明传送，让源端的数据能够以最佳路径透明地通过通信子网中的多个转接节点到达目的端，使得传输层不必关心网络的拓扑构型以及所使用的通信介质和交换技术。网络层协议：TCP/IP网络层的核心是IP协议，它是TCP/IP协议族中最主要的协议之一。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（Internet互联网控制报文协议）以及IGMP协议（Internet组管理协议）。IP是一种网络层协议，提供的是一种不可靠的服务，它只是尽可能快地把分组从源结点送到目的结点，但是并不提供任何可靠性保证。它同时被TCP和UDP使用，TCP和UDP的每组数据都通过端系统和每个中间路由器中的IP层在互联网中进行传输。ICMP是IP协议的附属协议。IP层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。IGMP是Internet组管理协议。它用来把一个UDP数据报多播到多个主机。
网络层是OSI参考模型中的第三层，介于传输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。主要内容有：虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数据网（ISDN）、异步传输模式（ATM）及网际互连原理与实现。
网络层的功能属于通信子网，它通过网络连接交换传输层发出的实体数据。交换过程中，选择合适的传输路径，解决网络中出现的局部拥挤或全面的阻塞。此外，网络层还应有记账功能，一边通过网络中交换的分组或字符数、位数收取费用。 当传输的数据跨越一个网络边界时，网络层根据不同的分组长度、寻址方式、通信协议进行交换，使得异构网络能够互相通信。。。

01 应用层;传输层;网络层;数据链路层tcp/ip协议包含应用层、传输层、网络层和数据链路层4层。TCP/IP传输协议是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构。OSI模型共有七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的，所以在TCP/IP协议中，它们被简化为了四个层次。TCP/IP传输协议，即传输控制/网络协议，也叫作网络通讯协议。它是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且，TCP/IP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。TCP/IP协议是Internet最基本的协议，其中应用层的主要协议有Telnet、FTP、SMTP等，是用来接收来自传输层的数据或者按不同应用要求与方式将数据传输至传输层;传输层的主要协议有UDP、TCP，是使用者使用平台和计算机信息网内部数据结合的通道，可以实现数据传输与数据共享;网络层的主要协议有ICMP、IP、IGMP，主要负责网络中数据包的传送等;而网络访问层，也叫网路接口层或数据链路层，主要协议有ARP、RARP，主要功能是提供链路管理错误检测、对不同通信媒介有关信息细节问题进行有效处理等。 TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构。OSI模型共有七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的，所以在TCP/IP协议中，它们被简化为了四个层次。1、应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大，所以在TCP/IP协议中，它们被合并为应用层一个层次。2、由于运输层和网络层在网络协议中的地位十分重要，所以在TCP/IP协议中它们被作为独立的两个层次。3、因为数据链路层和物理层的内容相差不多，所以在TCP/IP协议中它们被归并在网络接口层一个层次里。只有四层体系结构的TCP/IP协议，与有七层体系结构的OSI相比要简单了不少，也正是这样，TCP/IP协议在实际的应用中效率更高，成本更低。