互联网

以太网包

Data

DHCP是基于UDP协议这个协议规定，每一个子网络中，有一台计算机负责管理本网络的所有IP地址，它叫做\"DHCP服务器\"。新的计算机加入网络，必须向\"DHCP服务器\"发送一个\"DHCP请求\"数据包，申请IP地址和相关的网络参数。

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。

IP协议

Head

互联网的核心是一系列协议，总称为\"互联网协议\"（Internet Protocol Suite）。它们对电脑如何连接和组网，做出了详尽的规定。理解了这些协议，就理解了互联网的原理。

单纯的0和1没有任何意义，必须规定解读方式：多少个电信号算一组？每个信号位有何意义？

UDP协议

所谓\"动态IP地址\"，指计算机开机后，会自动分配到一个IP地址，不用人为设定。

DHCP服务器

FTP协议

上网设置

网关的IP地址

IP数据包

一块网卡怎么会知道另一块网卡的MAC地址？其次，就算有了MAC地址，系统怎样才能把数据包准确送到接收方？以太网采用了一种很\"原始\"的方式，它不是把数据包准确送到接收方，而是向本网络内所有计算机发送，让每台计算机自己判断，是否为接收方。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，就接受这个包，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）。

IP地址

DHCP请求包

它就是把电脑连接起来的物理手段。它主要规定了网络的一些电气特性，作用是负责传送0和1的电信号。不涉及什么协议

本机的IP地址

以太网标头的MAC地址是双方的网卡地址

传输层

把整个UDP数据包放入IP数据包的\"数据\"部分

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。

DHCP协议

8字节

TCP数据包

UDP标头的端口是67（发出方）和68（接收方）

DHCP响应包

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协议第四版，简称IPv4。这个版本规定，网络地址由32个二进制位组成。IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。

20到60字节

待分配主机

静态分配

互联网是无数子网络共同组成的一个巨型网络

UDP标头设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的，发出方是68端口，接收方是67端口。

以太网协议

动态分配

以太网规定，一组电信号构成一个数据包，叫做\"帧\"（Frame）。每一帧分成两个部分：标头（Head）和数据（Data）。\"标头\"包含数据包的一些说明项，比如发送者、接受者、数据类型等等 ，\"标头\"的长度，固定为18字节。\"数据\"则是数据包的具体内容。\"数据\"的长度，最短为46字节，最长为1500字节。整个\"帧\"最短为64字节，最长为1518字节。如果数据很长，就必须分割成多个帧进行发送。

子网掩码

IP标头的IP地址是DHCP服务器的IP地址（发出方）和255.255.255.255（接收方）

以太网标头设置发出方（本机）的MAC地址和接收方（DHCP服务器）的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址后者这时不知道，就填入一个广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

\"标头\"部分主要定义了发出端口和接收端口\"数据\"部分就是具体的内容。\"标头\

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（后文会解释），但是我们不知道它的MAC地址。第一种情况，如果两台主机不在同一个子网络，那么事实上没有办法得到对方的MAC地址，只能把数据包传送到两个子网络连接处的\"网关\"（gateway），让网关去处理。第二种情况，如果两台主机在同一个子网络，那么我们可以用ARP协议，得到对方的MAC地址。ARP协议也是发出一个数据包（包含在以太网数据包中），其中包含它所要查询主机的IP地址，在对方的MAC地址这一栏，填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF，表示这是一个\"广播\"地址。它所在子网络的每一台主机，都会收到这个数据包，从中取出IP地址，与自身的IP地址进行比较。如果两者相同，都做出回复，向对方报告自己的MAC地址，否则就丢弃这个包。

UDP数据包

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。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\"。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。

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。

18字节

TCP协议

实体层

把IP数据包直接放进以太网数据包的\"数据\"部分

链接层

HTTP协议

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）。所谓\"子网掩码\"，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。

APR协议

Email协议

IP数据包也分为\"标头\"和\"数据\"两个部分。\"标头\"部分主要包括版本、长度、IP地址等信息，\"数据\"部分则是IP数据包的具体内容。IP数据包的\"标头\

（网卡）MAC地址

最终的以太网包

广播协议

对方的MAC地址对方的IP地址

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。\"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）。

网络层

DNS的IP地址

IP标头设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时，对于这两者，本机都不知道。于是，发出方的IP地址就设为0.0.0.0，接收方的IP地址设为255.255.255.255。

应用层