網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（一）

Juven 發(fā)布于2019-08-15 10:47 / 732人閱讀

摘要：數(shù)據(jù)鏈路層中的主要協(xié)議有點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議協(xié)議以太網(wǎng)。協(xié)議是網(wǎng)際層的核心通過路由選擇將下一跳封裝后交給網(wǎng)絡(luò)接口層。用來檢測網(wǎng)絡(luò)是否通暢使用命令。開放表明協(xié)議不是受某一家廠商控制而是公開發(fā)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(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)接口層

物理層定義與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性,即機(jī)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(zhuǎn)換。
數(shù)據(jù)鏈路層向該層用戶提供透明的和可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 透明性是指該層上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容、格式及編碼沒有限制,也沒有必要解釋信息結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏈路層中的主要協(xié)議有點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP,CSMA/CD協(xié)議,以太網(wǎng)802.3。

網(wǎng)際層(IP層)

網(wǎng)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(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。網(wǎng)際層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾,即所傳輸?shù)姆纸M可能出錯、丟失、重復(fù)和失序,當(dāng)然也不保證分組交付的時限。
網(wǎng)際層中主要協(xié)議有IP協(xié)議,地址解析協(xié)議ARP和網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP等。
IP協(xié)議是網(wǎng)際層的核心,通過路由選擇將下一跳IP封裝后交給網(wǎng)絡(luò)接口層。IP 數(shù)據(jù)報(bào)是無連接服務(wù)。
ICMP是網(wǎng)際層的補(bǔ)充,可以回送報(bào)文。用來檢測網(wǎng)絡(luò)是否通暢(使用ping命令)。
ARP是通過已知IP,尋找對于主機(jī)的MAC地址。

運(yùn)輸層

運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端(進(jìn)程到進(jìn)程)的邏輯通信,并具有復(fù)用和分用的功能,即發(fā)送方不同的應(yīng)用進(jìn)程都可以使用同一個運(yùn)輸層協(xié)議傳送數(shù)據(jù)；接收方的運(yùn)輸層在剝?nèi)?bào)文的首部后能夠把這些數(shù)據(jù)正確交付到目的應(yīng)用進(jìn)程。運(yùn)輸層還將對報(bào)文進(jìn)行差錯控制,以提供可靠傳輸。
運(yùn)輸層中主要協(xié)議有用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP和傳輸控制協(xié)議TCP

應(yīng)用層

應(yīng)用層為用戶提供應(yīng)用程序。
應(yīng)用層中主要協(xié)議有域名系統(tǒng)DNS,文件傳輸協(xié)議FTP,遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET,超文本傳輸協(xié)議HTTP,簡單郵件傳送協(xié)議SMTP,郵件讀取協(xié)議POP3和IMAP,動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP等。
DNS：提供域名解析服務(wù),提供域名到IP地址之間的轉(zhuǎn)換,使用端口53
FTP：在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任意計(jì)算機(jī)之間傳送文件,使用端口21
TELNET：提供用戶遠(yuǎn)程登錄服務(wù),使用端口23,使用明碼傳送,保密性差、簡單方便
HTTP：用于實(shí)現(xiàn)萬維網(wǎng)上的各種鏈接,即萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務(wù)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(fā)送、中轉(zhuǎn)、從郵件服務(wù)器讀取郵件
DHCP：為新加入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)自動分配IP地址

TCP/IP協(xié)議 ARP協(xié)議

解決同一個局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)或路由器的IP地址和MAC地址的映射問題。
假設(shè)在一個以太網(wǎng)上的 4 臺計(jì)算機(jī),分別是計(jì)算機(jī) A 、 B 、 X 和 Y ,通過TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行通信,那么雙方的數(shù)據(jù)鏈路層必須知道對方的 MAC 地址。每臺計(jì)算機(jī)都要在各自的高速緩存區(qū)中存放一張 IP 地址到 MAC 地址的轉(zhuǎn)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(wǎng)的計(jì)算機(jī)的 IP 地址和 MAC 地址的映射。在主機(jī)初始啟動時, ARP 表為空。現(xiàn)在源端計(jì)算機(jī) A ( 192.168.3.1 )要和計(jì)算機(jī) B(192.168.3.2)通信。在計(jì)算機(jī) A 發(fā)送信息前, 必須首先得到計(jì)算機(jī)B的MAC地址的映射關(guān)系。

RARP協(xié)議

反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（RARP：Reverse Address Resolution Protocol） 反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（RARP）允許局域網(wǎng)的物理機(jī)器從網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。網(wǎng)絡(luò)管理員在局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)路由器里創(chuàng)建一個表以映射物理地址（MAC）和與其對應(yīng)的 IP 地址。當(dāng)設(shè)置一臺新的機(jī)器時，其 RARP 客戶機(jī)程序需要向路由器上的 RARP 服務(wù)器請求相應(yīng)的 IP 地址。假設(shè)在路由表中已經(jīng)設(shè)置了一個記錄，RARP 服務(wù)器將會返回 IP 地址給機(jī)器，此機(jī)器就會存儲起來以便日后使用。 RARP 可以使用于以太網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口及令牌環(huán)LAN

DHCP協(xié)議

DHCP是動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，常用于給主機(jī)動態(tài)地分配IP地址, 他提供了即插即用聯(lián)網(wǎng)的機(jī)制,這種機(jī)制允許一臺計(jì)算機(jī)加入新的網(wǎng)絡(luò)和獲取IP地址而不用手工參與; DHCP是應(yīng)用層協(xié)議, 他是基于UDP的;

ICMP協(xié)議

IP提供的是盡最大努力交付的無連接服務(wù),因此并不能解決網(wǎng)絡(luò)層中的數(shù)據(jù)報(bào)丟失、重復(fù)、延遲或亂序等問題,為了提高IP數(shù)據(jù)報(bào)成功交付的機(jī)會, 在網(wǎng)絡(luò)層使用ICMP(Internet Control Message Protocol：Internet控制報(bào)文協(xié)議)協(xié)議來允許主機(jī)或者路由器報(bào)告差錯和異常情況.

RIP協(xié)議

路由信息協(xié)議RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議, 屬于內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)。RIP協(xié)議中的“距離”也稱為“跳數(shù)”,每經(jīng)過一個路由器,跳數(shù)就加1。協(xié)議規(guī)定: 同一自治系統(tǒng)(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(tài)的建立路由表。當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)時,RIP將選擇一條具有最少路由器的路由。

OSPF協(xié)議

OSPF (Open Shortest Path First, 開放最短路徑優(yōu)先)。它是為克服RIP的缺點(diǎn)在1989年開發(fā)出來的。OSPF的原理很簡單,但實(shí)現(xiàn)起來卻較復(fù)雜。“開放”表明OSPF協(xié)議不是受某一家廠商控制,而是公開發(fā)表的。“最短路徑優(yōu)先”是因?yàn)槭褂昧薉ijkstra最短路徑算法。

BGP協(xié)議

BGP(Border Gateway Protocol)是一種不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息的協(xié)議, 它的基本功能是在自治系統(tǒng)間自動交換無環(huán)路的路由信息, 他是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP), 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議常常應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)之間. 路由表包含已知路由器的列表, 路由器能夠到達(dá)的地址以及到達(dá)每個路由器的跳數(shù).
    由于:
    1)因特網(wǎng)的規(guī)模太大, 使得自治系統(tǒng)之間路由選擇非常困難;
    2)對于自治系統(tǒng)之間的路由選擇, 要尋找最佳路由是很不現(xiàn)實(shí)的;
    3)自治系統(tǒng)之間的路由選擇必須考慮有關(guān)策略;
    因此, 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP只能是力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)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(xié)議”, 他與距離向量協(xié)議和鏈路狀態(tài)協(xié)議都有很大的區(qū)別. BGP是應(yīng)用層協(xié)議, 他是基于TCP的;

IGMP協(xié)議

IGMP協(xié)議用來在IP主機(jī)和與其直接相鄰的組播路由器之間建立、維護(hù)組播組成員關(guān)系。 組播路由器不需要保存所有主機(jī)的成員關(guān)系,它只是通過IGMP協(xié)議了解每個接口連接的網(wǎng)段上是否存在某個組播組的組成員。而主機(jī)只需要保存自己加入了哪些組播組。
        簡而言之,IGMP協(xié)議是讓連接在本地局域網(wǎng)上的組播路由器知道本局域網(wǎng)上是否有主機(jī)上的某個進(jìn)程參加或退出了某個組播組。
    IGMP應(yīng)視作TCP/IP協(xié)議的一部分, 其工作可以分為兩個階段:
    1)當(dāng)某個主機(jī)加入新的組播組時, 該主機(jī)應(yīng)向組播組的組播地址發(fā)送一個IGMP報(bào)文, 聲明自己要成為該組的成員. 本地組播路由器收到ICMP報(bào)文后, 將組成員關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)給因特網(wǎng)上其他的組播路由器.
    2)因?yàn)榻M成員的關(guān)系是動態(tài)的, 本地組播路由器要周期性地探詢本地局域網(wǎng)上的路由器, 以便知道這些主機(jī)是否還繼續(xù)是組的成員. 只要對某個組有一個主機(jī)響應(yīng), 那么組播路由器就認(rèn)為這個組是活躍的. 但一個組在經(jīng)過幾次探詢之后仍然沒有一個主機(jī)響應(yīng), 則不再將該組的成員關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)給其他的組播路由器.

TCP/IP數(shù)據(jù)封裝

TCP/IP數(shù)據(jù)解封裝