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第一章 概論
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議三要素:語(yǔ)義、語(yǔ)法、時(shí)序
通信服務(wù)類型:
面向連接的服務(wù):傳輸過(guò)程必須經(jīng)多連接建立、連接維護(hù)與連接釋放3個(gè)過(guò)程
無(wú)連接服務(wù):每個(gè)分組都攜帶完整的目的節(jié)點(diǎn)地址,不同分組可能經(jīng)歷不同路徑去往目的節(jié)點(diǎn),先發(fā)分組未必先到
網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型,TCP/IP參考模型與OSI參考模型對(duì)應(yīng):主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層(物理層、數(shù)據(jù)鏈路層)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)層(網(wǎng)絡(luò)層)、傳輸層(傳輸層)、應(yīng)用層(會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層)。
5層參考模型:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。
第二章 物理層
數(shù)據(jù)傳輸單位:bit
物理層向數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù):物理連接的建立、維護(hù)與釋放;物理連接的類型;
第三章 數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)傳輸單位:以幀為單位的數(shù)據(jù)包。
數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù):面向連接確認(rèn)服務(wù)(acknowledged connection-oriented service)、無(wú)連接確認(rèn)服務(wù)(acknowledged connectionless service)、無(wú)連接不確認(rèn)服務(wù)(un acknowledged connectionless service)。
當(dāng)需要在一條鏈路上傳送數(shù)據(jù)時(shí),除了必須具備一條物理線路之外,還必須有一些規(guī)程和協(xié)議來(lái)控制這些數(shù)據(jù)的傳輸,以保證被傳輸數(shù)據(jù)的正確性。實(shí)現(xiàn)這些規(guī)程或協(xié)議的硬件和軟件加到物理線路上,這樣就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路(邏輯鏈路)。
設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的就是在原始的、有差錯(cuò)的物理傳輸線路的基礎(chǔ)上,采取差錯(cuò)檢測(cè)、差錯(cuò)控制與流量控制等方法,將有差錯(cuò)的物理線路改進(jìn)成邏輯上無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路,向網(wǎng)絡(luò)層提供高質(zhì)量的服務(wù)。
在通信過(guò)程中產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò),是由隨機(jī)差錯(cuò)與突發(fā)差錯(cuò)共同構(gòu)成的。
數(shù)據(jù)鏈路控制的主要功能主要有:鏈路管理、幀同步、流量控制、差錯(cuò)控制、透明傳輸、尋址。
高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(high-level data link control, HDLC)協(xié)議幀結(jié)構(gòu):標(biāo)志字段F(8位)、地址字段A(8/16)、控制字段C(8/16)、信息字段I(長(zhǎng)度可變)、幀校驗(yàn)字段FCS(16/32位)、標(biāo)志字段F(8位)。
目前Internet數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議主要有SLIP(serial line IP)與PPP(point to point)協(xié)議(Internet標(biāo)準(zhǔn))。
第四章 介質(zhì)訪問(wèn)控制子層
IEEE802標(biāo)準(zhǔn)所描述的局域網(wǎng)參考模型將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為:邏輯鏈路控制(logical link control,LLC)子層和介質(zhì)訪問(wèn)控制(media access control,MAC)子層。
Ethernet的核心技術(shù)是隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法,即帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA/CD)方法。
網(wǎng)絡(luò)中的不同層次都存在地址與尋址問(wèn)題。
大多數(shù)局域網(wǎng)都是通過(guò)為網(wǎng)卡分配一個(gè)硬件地址的方式來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備。所謂硬件地址是指固化在網(wǎng)卡EPROM中的地址,這個(gè)地址應(yīng)該保證在全網(wǎng)是唯一的。與網(wǎng)絡(luò)層的IP地址、傳輸層的端口號(hào)、以及應(yīng)用層的用戶名相比較,局域網(wǎng)的MAC層地址是由硬件來(lái)處理的,因此通常將它叫做硬件地址或物理地址,而將網(wǎng)絡(luò)層的IP地址、傳輸層的端口號(hào)以及應(yīng)用層的用戶名叫做邏輯地址。邏輯地址一般是由軟件來(lái)處理的。
交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機(jī),局域網(wǎng)交換機(jī)可以在它的多個(gè)端口之間建立多個(gè)并發(fā)連接。
網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)備,它具有以下幾個(gè)基本特征:網(wǎng)橋能夠互連兩個(gè)采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,不同傳輸介質(zhì)和不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)橋以接收、存儲(chǔ)、地址過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)之間的通信;網(wǎng)橋要求兩個(gè)互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采取相同或兼容的協(xié)議;網(wǎng)橋可以分隔兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信量,有利于改善互連網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。
第五章 網(wǎng)絡(luò)層
數(shù)據(jù)傳輸單位:分組(packet)
主要任務(wù):通過(guò)路由選擇算法,為分組通過(guò)通信子網(wǎng)選擇適當(dāng)?shù)穆窂剑W(wǎng)絡(luò)層要實(shí)現(xiàn)路由選擇、擁塞控制與網(wǎng)路互聯(lián)等基本功能。
IP協(xié)議:一種不可靠、無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳送服務(wù)的協(xié)議,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層通信協(xié)議,向傳輸層屏蔽了物理網(wǎng)絡(luò)的差異。
直接廣播地址:主機(jī)號(hào)是全1,將一個(gè)分組以廣播方式發(fā)送給特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)。
受限廣播地址:網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)32位全為1,將一個(gè)分組以廣播方式發(fā)送給本物理網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)。
這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的特定主機(jī)地址:目的地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為全0
回送地址:127.0.0.0;含網(wǎng)絡(luò)號(hào)為127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上。
從已知的IP地址找出對(duì)應(yīng)物理地址的映射過(guò)程叫做正向地址解析,相應(yīng)的協(xié)議叫做地址解析協(xié)議(address resolution protocol, ARP);反之叫反向地址解析協(xié)議(reverse address resolution protocol, RARP)。
Internet組管理協(xié)議(Internet Group Management Protocol, IGMP)是在多播環(huán)境下使用的協(xié)議,用來(lái)幫助多播路由器識(shí)別加入到一個(gè)多播組的成員機(jī)。
IPv6地址長(zhǎng)度為128位,頭部長(zhǎng)度為固定的40B。
第六章 傳輸層
傳輸層的作用是在源主機(jī)與目的主機(jī)進(jìn)程之間提供端到端數(shù)據(jù)傳輸,而傳輸層以下各層只提供相鄰結(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸,如源主機(jī)-路由器、路由器-路由器、路由器-目的主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。
進(jìn)程通信方式:BSD UNIX引入管道(pipe)、命名管道(named pipe)和軟中斷信號(hào)(signal)機(jī)制;AT&T UNIX引入了消息(message)、共享存儲(chǔ)區(qū)(shared memory)和信號(hào)量(semaphore)等;windows有剪貼板、匿名管道、命名管道、郵槽等。
進(jìn)程地址也叫端口號(hào)(port number);
應(yīng)用層使用UDP協(xié)議的主要有簡(jiǎn)單文件傳送協(xié)議(TFTP)、遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(NTP)、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、引導(dǎo)協(xié)議(BOOTP);域名服務(wù)DNS既可以使用UDP協(xié)議也可以使用TCP協(xié)議,而其它應(yīng)用層協(xié)議要依賴于TCP協(xié)議。
除了域名系統(tǒng)(DNS)、路由選擇協(xié)議(RIP)、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)(NFS)之外,IP電話、流式多媒體通信、多播等應(yīng)用,在傳輸層采用的是UDP協(xié)議。
UDP協(xié)議每個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)都是獨(dú)立的,在實(shí)際使用中,要求每一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度必須足夠短,它能裝入到一個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)中。
依賴于TCP協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議主要是需要大量傳輸交互報(bào)文的一類應(yīng)用,如虛擬終端協(xié)議(TELNET)、簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)、文件傳送協(xié)議(FTP)、超文本傳送協(xié)議(HTTP)等。
TCP協(xié)議在全網(wǎng)惟一地標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程,需要使用網(wǎng)絡(luò)層的IP地址和傳輸層的端口號(hào),一個(gè)IP地址與一個(gè)端口號(hào)合起來(lái)就叫“socket”地址,或”套接字”
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