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網絡基礎（一）

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摘要：數據鏈路層中的主要協議有點對點協議協議以太網。協議是網際層的核心通過路由選擇將下一跳封裝后交給網絡接口層。用來檢測網絡是否通暢使用命令。開放表明協議不是受某一家廠商控制而是公開發表的。

博文參考 
http://www.cnblogs.com/gsk99/p/4920699.html
http://www.cnblogs.com/iloverain/p/5619665.html
http://blog.csdn.net/leo_walker/article/details/51627760
TCP圖解

TCP結構 網絡接口層 
物理層定義與傳輸媒體的接口有關的一些特性,即機械特性、電氣特性、功能特性、過程特性,并需要完成并行傳輸和串行傳輸之間的轉換。
數據鏈路層向該層用戶提供透明的和可靠的數據傳輸服務。 透明性是指該層上傳輸的數據的內容、格式及編碼沒有限制,也沒有必要解釋信息結構的意義；可靠性是指在傳輸過程中將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數據鏈路,其具體的方法有幀同步、差錯控制、流量控制、鏈路管理。
數據鏈路層中的主要協議有點對點協議PPP,CSMA/CD協議,以太網802.3。
網際層(IP層) 
網際層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數據報服務。網際層不提供服務質量的承諾,即所傳輸的分組可能出錯、丟失、重復和失序,當然也不保證分組交付的時限。
網際層中主要協議有IP協議,地址解析協議ARP和網際控制報文協議ICMP等。
IP協議是網際層的核心,通過路由選擇將下一跳IP封裝后交給網絡接口層。IP 數據報是無連接服務。
ICMP是網際層的補充,可以回送報文。用來檢測網絡是否通暢(使用ping命令)。
ARP是通過已知IP,尋找對于主機的MAC地址。
運輸層 
運輸層為應用進程之間提供端到端(進程到進程)的邏輯通信,并具有復用和分用的功能,即發送方不同的應用進程都可以使用同一個運輸層協議傳送數據；接收方的運輸層在剝去報文的首部后能夠把這些數據正確交付到目的應用進程。運輸層還將對報文進行差錯控制,以提供可靠傳輸。
運輸層中主要協議有用戶數據報協議UDP和傳輸控制協議TCP
應用層 
應用層為用戶提供應用程序。
應用層中主要協議有域名系統DNS,文件傳輸協議FTP,遠程終端協議TELNET,超文本傳輸協議HTTP,簡單郵件傳送協議SMTP,郵件讀取協議POP3和IMAP,動態主機配置協議DHCP等。
DNS：提供域名解析服務,提供域名到IP地址之間的轉換,使用端口53
FTP：在異構網絡中任意計算機之間傳送文件,使用端口21
TELNET：提供用戶遠程登錄服務,使用端口23,使用明碼傳送,保密性差、簡單方便
HTTP：用于實現萬維網上的各種鏈接,即萬維網客戶程序與萬維網服務器之間的連接,使用端口80
SMTP/POP3、IMAP：提供郵件的傳輸,用來控制信件的發送、中轉、從郵件服務器讀取郵件
DHCP：為新加入網絡的計算機自動分配IP地址
TCP/IP協議 ARP協議 
解決同一個局域網內主機或路由器的IP地址和MAC地址的映射問題。
假設在一個以太網上的 4 臺計算機,分別是計算機 A 、 B 、 X 和 Y ,通過TCP/IP 協議進行通信,那么雙方的數據鏈路層必須知道對方的 MAC 地址。每臺計算機都要在各自的高速緩存區中存放一張 IP 地址到 MAC 地址的轉換表,稱 ARP 表。其中存放著最近用到的一系列和它通信的處于同一子網的計算機的 IP 地址和 MAC 地址的映射。在主機初始啟動時, ARP 表為空。現在源端計算機 A ( 192.168.3.1 )要和計算機 B(192.168.3.2)通信。在計算機 A 發送信息前, 必須首先得到計算機B的MAC地址的映射關系。
RARP協議 
反向地址轉換協議（RARP：Reverse Address Resolution Protocol） 反向地址轉換協議（RARP）允許局域網的物理機器從網關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。網絡管理員在局域網網關路由器里創建一個表以映射物理地址（MAC）和與其對應的 IP 地址。當設置一臺新的機器時，其 RARP 客戶機程序需要向路由器上的 RARP 服務器請求相應的 IP 地址。假設在路由表中已經設置了一個記錄，RARP 服務器將會返回 IP 地址給機器，此機器就會存儲起來以便日后使用。 RARP 可以使用于以太網、光纖分布式數據接口及令牌環LAN
DHCP協議 
DHCP是動態主機配置協議，常用于給主機動態地分配IP地址, 他提供了即插即用聯網的機制,這種機制允許一臺計算機加入新的網絡和獲取IP地址而不用手工參與; DHCP是應用層協議, 他是基于UDP的;
ICMP協議 
IP提供的是盡最大努力交付的無連接服務,因此并不能解決網絡層中的數據報丟失、重復、延遲或亂序等問題,為了提高IP數據報成功交付的機會, 在網絡層使用ICMP(Internet Control Message Protocol：Internet控制報文協議)協議來允許主機或者路由器報告差錯和異常情況.
RIP協議 
路由信息協議RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協議, 屬于內部網關協議(IGP)。RIP協議中的“距離”也稱為“跳數”,每經過一個路由器,跳數就加1。協議規定: 同一自治系統(A.S.)中的路由器每30秒會與相鄰的路由器交換路由信息,以動態的建立路由表。當傳輸數據時,RIP將選擇一條具有最少路由器的路由。
OSPF協議 
OSPF (Open Shortest Path First, 開放最短路徑優先)。它是為克服RIP的缺點在1989年開發出來的。OSPF的原理很簡單,但實現起來卻較復雜。“開放”表明OSPF協議不是受某一家廠商控制,而是公開發表的。“最短路徑優先”是因為使用了Dijkstra最短路徑算法。
BGP協議 
BGP(Border Gateway Protocol)是一種不同自治系統的路由器之間交換路由信息的協議, 它的基本功能是在自治系統間自動交換無環路的路由信息, 他是一種外部網關協議(EGP), 邊界網關協議常常應用于互聯網的網關之間. 路由表包含已知路由器的列表, 路由器能夠到達的地址以及到達每個路由器的跳數.
    由于:
    1)因特網的規模太大, 使得自治系統之間路由選擇非常困難;
    2)對于自治系統之間的路由選擇, 要尋找最佳路由是很不現實的;
    3)自治系統之間的路由選擇必須考慮有關策略;
    因此, 邊界網關協議BGP只能是力求尋找一條能夠到達目的網絡且比較好的路由(不能兜圈子), 而非要找到一條最佳路由.
    BGP采用的是”路徑向量選擇協議”, 他與距離向量協議和鏈路狀態協議都有很大的區別. BGP是應用層協議, 他是基于TCP的;
IGMP協議 
IGMP協議用來在IP主機和與其直接相鄰的組播路由器之間建立、維護組播組成員關系。 組播路由器不需要保存所有主機的成員關系,它只是通過IGMP協議了解每個接口連接的網段上是否存在某個組播組的組成員。而主機只需要保存自己加入了哪些組播組。
        簡而言之,IGMP協議是讓連接在本地局域網上的組播路由器知道本局域網上是否有主機上的某個進程參加或退出了某個組播組。
    IGMP應視作TCP/IP協議的一部分, 其工作可以分為兩個階段:
    1)當某個主機加入新的組播組時, 該主機應向組播組的組播地址發送一個IGMP報文, 聲明自己要成為該組的成員. 本地組播路由器收到ICMP報文后, 將組成員關系轉發給因特網上其他的組播路由器.
    2)因為組成員的關系是動態的, 本地組播路由器要周期性地探詢本地局域網上的路由器, 以便知道這些主機是否還繼續是組的成員. 只要對某個組有一個主機響應, 那么組播路由器就認為這個組是活躍的. 但一個組在經過幾次探詢之后仍然沒有一個主機響應, 則不再將該組的成員關系轉發給其他的組播路由器.
TCP/IP數據封裝

TCP/IP數據解封裝

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