計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí) ch1-4 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

正文之前

最近沉迷火影,無法自拔瞧筛。主要責(zé)任在抖音厉熟,每天給我推送那些剪輯好的催淚視頻。较幌。真是日了揍瑟。。寒假回家只怕要全部重刷一遍了乍炉,Naruto绢片!Hinata!岛琼!好吧底循,雛田的圖留著自己看,給你們看看鳴人的就好衷恭。此叠。哎纯续,以前忙于學(xué)業(yè)沒看到他倆結(jié)婚随珠,這次回家一定要看完灭袁。

正文

(網(wǎng)絡(luò)實體)命名與定位

  • 直接定位與解析定位

  • 因特網(wǎng)是全球單一可尋址的抽象網(wǎng)絡(luò)

    • 必須連接全球所有計算機(jī)或其它設(shè)備
    • 必須給每個計算機(jī)或設(shè)備(路由器等)一個全球唯一ID
    • IP協(xié)議希望這樣,故有IPv4 = 232個地址窗看,A/D/C/E類
    • IP 地址結(jié)構(gòu) = Net號 + Host號
    • 位置與身份合一
  • IP地址引發(fā)問題(簡單,但重載)

    • 不便記憶:?域名產(chǎn)生?解析需要
    • 局域網(wǎng)早先出現(xiàn):導(dǎo)致 Mac??IP變換?ARP協(xié)議
    • IP地址分配不均不夠:NAT茸歧,三個段公用私網(wǎng)地址:17621775個IP
      10/8:1個A
      172.16.—172.31/16:15個B 192.168.—192.168/16:1個B

因特網(wǎng)的三地址

  • 用戶/網(wǎng)絡(luò)及物理地址
    • 域名:公司/機(jī)關(guān)/團(tuán)體/個人注冊的因特網(wǎng)可訪問的世界唯一ID
    • 網(wǎng)絡(luò)(接口)地址:同一體系結(jié)構(gòu)中的可訪問的計算機(jī)ID:IP地址
    • 物理地址:同一體系結(jié)構(gòu)中物理媒體可訪問的計算機(jī)某端口的唯一 ID:MAC地址
物理地址的配置和作用
  • 作用:
    • 過濾:指明網(wǎng)卡NIC,過濾不屬于本主機(jī)接收的數(shù)據(jù)
    • 廣播:識別廣播地址標(biāo)志显沈,接收廣播報文并送主機(jī)
  • 地址配置:
    • 固定方式:物理地址由廠商決定软瞎。不可改變
    • 可配置方式:通過EPROM內(nèi)程序進(jìn)行交互命令配置
    • 動態(tài)配置方式:可自動修改和管理物理地址,啟動網(wǎng) 絡(luò)時拉讯,通過程序配置一個不沖突的物理地址
域名解析

域名:標(biāo)識計算機(jī)的名字


IP互連與分組交換

  • 多個網(wǎng)絡(luò)互連的2個主要問題:
    • 異構(gòu):
      • 以太網(wǎng)涤浇、令牌環(huán)、點-點鏈路及各種交換網(wǎng)絡(luò)魔慷,每個都有自己 的地址模式只锭、媒體訪問協(xié)議及服務(wù)模式等
      • 傳輸介質(zhì)不同/網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同
      • 介質(zhì)訪問方式不同/網(wǎng)絡(luò)編址方式不同
      • 分組長度/有連接/無連接服務(wù)的區(qū)別
      • 傳輸控制方式不同
      • 各層協(xié)議的功能定義院尔、格式、接口與調(diào)用方式不同
    • 可擴(kuò)展:
      • 網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大纵顾,路由規(guī)模指數(shù)增(100萬—22.7億個節(jié)點)

Internet網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

  • 在網(wǎng)絡(luò)層施逾,Internet可以看成是自治系統(tǒng)的集合贞盯,是由網(wǎng)絡(luò)組成的網(wǎng)絡(luò)躏敢。
  • 網(wǎng)絡(luò)之間互連的紐帶是IP(Internet Protocol)協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)互連層的功能

  • 功能目標(biāo)
    • 把多個異構(gòu)或同構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接成更大網(wǎng)絡(luò)
    • 直接支持傳輸層的端到端服務(wù)讥脐。
  • 關(guān)鍵問題
    • 掌握通信子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)旬渠,選擇路由端壳;
    • Hop by Hop 尋址到目的主機(jī)
  • 為傳輸層提供何種服務(wù)损谦?
    • 面向連接服務(wù):
      • 將復(fù)雜的功能放在網(wǎng)絡(luò)層
      • 傳統(tǒng)電信觀點:通信子網(wǎng)應(yīng)該提供可靠的岳颇、面向連接的服務(wù)
    • 無連接服務(wù):將復(fù)雜的功能放在傳輸層
      • Internet的觀點:通信子網(wǎng)無論怎么設(shè)計都是不可靠的话侧,因此網(wǎng)絡(luò) 層只需提供無連接服務(wù)瞻鹏。

錯誤報告協(xié)議(ICMP)

  • ICMP 報文分類
    • 差錯和控制報文協(xié)議:
      • 報告IP傳輸中發(fā)生的(差錯報文+控制報文+測試報文)
      • ICMP報文=頭部+數(shù)據(jù)部分
    • ICMP報文封裝在IP數(shù)據(jù)包中進(jìn)行傳輸
      • IP頭中的包類型=1;
      • ICMP并不是IP的上一層協(xié)議新博,僅用IP的轉(zhuǎn)發(fā)功能
  • ICMP最典型的應(yīng)用
    • PING:通過發(fā)送回送請求報文(echo request)和回送回答報文( echo reply)來檢測源主機(jī)到目的主機(jī)的鏈路是否有問題叭披,目的地是否 可達(dá)玩讳,以及通信的延遲情況熏纯。
    • traceroute:通過發(fā)送探測報文來獲取路由信息。第一個探測報 文TTL為1误窖,到達(dá)第一個路由器時霹俺,TTL減1為0所以丟掉這個探測包毒费,同 時向源主機(jī)發(fā)回ICMP時間超過報文,這時源主機(jī)就獲得了第一個路由器 的IP地址想际;接著源主機(jī)發(fā)送第二個探測報文胡本,TTL增1為2畸悬,到達(dá)第一個 路由器TTL減1為1并轉(zhuǎn)發(fā)探測包到第二個路由器,這時TTL減1為0披粟,丟掉 這個探測包并向源主機(jī)發(fā)回ICMP時間超過報文僻爽,源主機(jī)就獲得了第二個 路由器的IP地址胸梆;以此類推须板,直到探測報文到達(dá)traceroute的目的地习瑰, 這時源主機(jī)就獲得了到目的地的每一跳路由的IP地址。

路由與尋址

  • IP尋址
    • 每包經(jīng)每路由器都要決定從哪個端口到下一節(jié)點柠横?
    • 路由器需要匹配包之目址與路由表, 選擇最佳出端口
  • 路由器:網(wǎng)絡(luò)層互連設(shè)備牍氛,豐富靈活烟阐,可擴(kuò)展
    • 靜態(tài)路由:手工配置/簡單拓?fù)?直觀;不適合大規(guī)模/多變網(wǎng)絡(luò)
    • 動態(tài)路由:實時自動動態(tài)更新唉擂,并算出當(dāng)前最佳路由
  • 問題:
    • 路由器怎樣實時知道變化著的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/li>
    • 路由器怎樣從全局選擇每個包的最優(yōu)出端口玩祟?
  • 方法:
    • 通過<u>路由協(xié)議</u>獲得節(jié)點和鏈路的信息
    • 通過<u>路由算法</u>選擇走向目的地的最優(yōu)下一出口

路由協(xié)議

  • 自治域AS
    • 在一個權(quán)威管理機(jī)構(gòu)下運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)卵凑,分配唯一編號胜臊。全球所有AS組成 因特網(wǎng)。
  • 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP:在一個AS內(nèi)運(yùn)行
    • RIP(Routing Information Protocol)適應(yīng)小規(guī)模網(wǎng)絡(luò):定時只向鄰 居說(如30s)黑忱,說知道的所有(自路由表);
    • OSPF(Open Shortest Path First Protocol)適應(yīng)較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò): (鏈路)變時向所有人說(區(qū)內(nèi)路由器組播)甫煞,只說鄰居的事(鏈路 狀態(tài))
  • 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP:在AS間運(yùn)行
    • 原因:因特網(wǎng)規(guī)模大AS間直接OSPF收斂時間很長;AS間最佳路由不現(xiàn) 實(cost意義不統(tǒng)一)常潮;各AS管理策略不同喊式。
    • BGP4:只尋求一條能到達(dá)目網(wǎng)的較好路由(不循環(huán))萧朝,并不最佳;
    • BGP采用路徑向量(Path Vector)路由選擇協(xié)議献联;
    • 變動觸發(fā)BGP發(fā)言人(對接路由器)間交換彼此的路由信息

兩大重點

  • RIP 距離向量算法 Routing Information Protocol

https://blog.csdn.net/lycb_gz/article/details/9611881

  • OSPF 鏈路狀態(tài)算法 Open Shortest Path First

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議(也可以說OSPF)工作原理

  1. 每臺路由器通過使用Hello報文與它的鄰居之間建立鄰接關(guān)系
  2. 每臺路由器向每個鄰居發(fā)送鏈路狀態(tài)通告(LSA),有時叫鏈路狀態(tài)報文(LSP). 每個鄰居在收到LSP之后要依次向它的鄰居轉(zhuǎn)發(fā)這些LSP(泛洪)
  3. 每臺路由器要在數(shù)據(jù)庫中保存一份它所收到的LSA的備份里逆,所有路由器的數(shù)據(jù)庫應(yīng)該相同
  4. 依照拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫每臺路由器使用Dijkstra算法(SPF算法)計算出到每個網(wǎng)絡(luò)的最短路徑运悲,并將結(jié)果輸出到路由選擇表中

OSPF的簡化原理:發(fā)Hello報文——建立鄰接關(guān)系——形成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫——SPF算法——形成路由表项钮。

LSP產(chǎn)生的原因主要有兩個:

  • 1)路由器定期產(chǎn)生烁巫,由于flooding會影響性能,所以這個周期很長
  • 2)路由器定期向鄰居發(fā)hello報文磁餐,探測鄰居可達(dá)性阿弃,一旦發(fā)現(xiàn)拓?fù)渥兓?渣淳,就發(fā)出LSP

路由區(qū)

  • 因為OSPF路由器之間會將所有的鏈路狀態(tài)(LSA)相互交換, 毫不保留鄙漏,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模達(dá)到一定程度時汪拥,LSA將形成一個龐大 的數(shù)據(jù)庫峭弟,勢必會給OSPF計算帶來巨大的壓力触趴;

  • 為了能夠降低復(fù)雜程度,OSPF將Domain分為區(qū)竟闪,采用分區(qū)域 計算

  • 每個區(qū)域負(fù)責(zé)各自區(qū)域精確的LSA傳遞與路由計算芒炼,然后再將 一個區(qū)域的LSA簡化和匯總之后轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個區(qū)域

  • 在區(qū)域內(nèi)部本刽,擁有網(wǎng)絡(luò)精確的LSA子寓,而在不同區(qū)域笋除,則傳遞簡 化的LSA

  • OSPF為了防止環(huán)路產(chǎn)生,以采用了Hub-Spoke的拓樸架構(gòu)來組織各個區(qū)鲜屏, 主干是一個特別區(qū)--Area 0

  • 其它區(qū)域稱為Normal區(qū)域(常規(guī)區(qū)域)洛史,在理論上酱吝,所有的常規(guī)區(qū)域應(yīng)該直接和骨干區(qū)域相連,常規(guī)區(qū)域只能和骨干區(qū)域交換LSA忆嗜,常規(guī)區(qū)域與 常規(guī)區(qū)域之間即使直連也無法互換LSA

  • OSPF 區(qū)域是基于路由器的接口劃分的捆毫,而不是基于整臺路由器劃分的 冲甘,一臺路由器可以屬于單個區(qū)域响谓,也可以屬于多個區(qū)域

傳輸層

  • 問題:怎樣實現(xiàn)遠(yuǎn)程進(jìn)程間的數(shù)據(jù)傳輸
    • 主機(jī)-主機(jī)的包傳輸轉(zhuǎn)化成進(jìn)程-進(jìn)程通信通道
    • 網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)娘纷,支持端應(yīng)用程序--端到端協(xié)議
  • 什么是連接赖晶?
    • 一條連接就是不同系統(tǒng)內(nèi)的兩個實體之間的一個臨時性的邏輯關(guān)聯(lián) 通路(目IP,源IP,目端口,源端口辐烂,TCP/UDP,五元組)
    • 在連接持續(xù)期間纠修,每個實體都跟蹤從對方到達(dá)和發(fā)送到對方的PDU ,以便調(diào)節(jié)PDU的流量以及對丟失和損壞的PDU進(jìn)行恢復(fù)了牛。
  • 互聯(lián)網(wǎng)的全部功能辰妙,最基本密浑、最小粒度的服務(wù) –
    • 端到端數(shù)據(jù)傳

簡單多路器-Multiplexer UDP 協(xié)議

  • 最簡單的傳輸層協(xié)議 .
  • 主機(jī)-主機(jī)的傳輸服務(wù)在IP協(xié)議上擴(kuò)展成進(jìn)程-進(jìn)程的直接通信服務(wù) .
  • 一臺主機(jī)上可運(yùn)行多進(jìn)程, 需加一多路開關(guān)層,區(qū)別它們并共享網(wǎng)絡(luò)
  • 傳輸層協(xié)議 .
  • best-effort未加任何功能.如User Datagram Protocol-UDP
  • UDP: .
  • 最小/簡單分路協(xié)議 .
  • just port numbers, and an optional checksum .
  • no flow control, no congestion control, no reliability or ordering

  • 提供無連接服務(wù)尔破,不保證數(shù)據(jù)完整到達(dá)目的地,減輕了網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)擔(dān)
  • 適應(yīng)C/S模式的簡單請求/響應(yīng)通信需要
  • 應(yīng)用程序要實施超時重傳機(jī)制台夺,并對數(shù)據(jù)包編號颤介,但增加 了應(yīng)用程序的復(fù)雜性
  • UDP可保留各報文間的邊界赞赖,不把應(yīng)用多次發(fā)送的數(shù)據(jù)合并 成一個包發(fā)出去,且發(fā)包后不對該包緩存辕近,這對簡單請求/ 響應(yīng)很方便
  • 組播應(yīng)用移宅、多數(shù)音視頻都建立在UDP之上。

可靠字節(jié)流協(xié)議(TCP)

  • TCP:更成熟的傳輸協(xié)議
    • 提供可靠,面向連接,按序字節(jié)流
    • 全雙工,每個連接支持一對字節(jié)流,每個流一個方向
    • 流控機(jī)制:允許每個字節(jié)流的接收端在給定時間內(nèi)限制其發(fā)送 端的數(shù)據(jù)速率
    • 支持多路輸出機(jī)制,允許一個主機(jī)上同時有多個會話對
    • 還提供擁塞控制機(jī)制
  • <u>流控與擁控之差別</u>:
    • 流控:防止發(fā)送超過接收者能力(速/量), 是端到端的發(fā)送
    • 擁控:防止過多數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中,從而引起交換機(jī)或鏈路超 載,擁控是關(guān)于主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送

https://blog.csdn.net/xy010902100449/article/details/48274635


TCP:連接需要建立和拆除


TCP:是有狀態(tài)的協(xié)議糠悼,狀態(tài)機(jī)保證合理狀態(tài)轉(zhuǎn)換


TCP:滑動窗口(圖中字節(jié)順序從左到右)


TCP報文格式


TCP結(jié)束(event/action)交換四個報文倔喂,四次握手



TCP:序列號回繞問題、發(fā)送窗口太小問題解決方法

  • Window Scale
  • 選項Timestamps表示 發(fā)送這個報文的時間 是4字節(jié):1545573來 自虛擬的時鐘
  • 選項最后一字節(jié)表示 Window Scale=07贤壁,表 示W(wǎng)indow Size要乘以 2的7次方


正文之后

然后其實我還在沉迷美劇脾拆。。我是不是已經(jīng)廢了双揪。包帚。运吓。然后我今晚竟然還妄想去健身。谋梭。明天就要交了啊倦青。。隘庄。LaTex格式的排版我還沒整丑掺。述雾。膽子真肥啊我啊啊啊啊啊

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