計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

基礎(chǔ)概念

實(shí)現(xiàn)多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源共享和信息傳遞

通信子網(wǎng):介質(zhì),設(shè)備,協(xié)議,對(duì)應(yīng)物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,網(wǎng)絡(luò)層

資源子網(wǎng):主機(jī),終端,軟件對(duì)應(yīng)應(yīng)用層,表示層,會(huì)話層

帶寬:在通信領(lǐng)域表示通信線路允許通過(guò)的信號(hào)頻帶范圍,單位Hz,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,表示通信線路每秒的傳送數(shù)據(jù)量,單位bit/s

時(shí)延:報(bào)文(分組)從網(wǎng)絡(luò)(鏈路)一端傳送到另外一端需要的時(shí)間,有四個(gè)部分組成

發(fā)送時(shí)延:數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度/帶寬

傳播時(shí)延:信道長(zhǎng)度/傳播速率

處理時(shí)延:對(duì)數(shù)據(jù)快的進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)處理所需的時(shí)間

排隊(duì)時(shí)延:分組等待路由器確定端口,等到輸出隊(duì)列轉(zhuǎn)發(fā)

吞吐量:單位時(shí)間通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)(信道/接口)的數(shù)據(jù)量

速率:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率,單位b/s

接口:同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰兩層交換信息的連接點(diǎn),即服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)

服務(wù):由下層向上層通過(guò)層間接口提供的功能調(diào)用

協(xié)議:協(xié)議的實(shí)現(xiàn)(同一層兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信)保證了能夠向上一層提供服務(wù),協(xié)議控制對(duì)等實(shí)體之間的通信規(guī)則,要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議需要使用下層提供的服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要包含三個(gè)要素:

語(yǔ)法(數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式)

語(yǔ)義(控制信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作和應(yīng)答)

同步(事件的實(shí)現(xiàn)順序)

局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)：在網(wǎng)內(nèi)通訊只需要物理地址髓需，局域網(wǎng)使用的協(xié)議主要在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，廣域網(wǎng)使用的協(xié)議主要在網(wǎng)絡(luò)層，以及數(shù)據(jù)鏈路層和物理層

以太網(wǎng)：以太網(wǎng)是局域網(wǎng)的一種實(shí)現(xiàn)形式译红，以太網(wǎng)邏輯上采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拇泛，所有計(jì)算機(jī)共享同一條總線，信息以廣播方式發(fā)送球订，采用了無(wú)連接的工作方式轧钓，不對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀編號(hào)洼裤，也不要求接收發(fā)送確認(rèn)邻辉。以太網(wǎng)盡最大努力交付數(shù)據(jù)，提供的是不可靠服務(wù)腮鞍，對(duì)于差錯(cuò)的糾正由高層協(xié)議完成值骇。

萬(wàn)維網(wǎng)的組成

（1）統(tǒng)一資源定位符URL，每個(gè)資源在萬(wàn)維網(wǎng)范圍內(nèi)具有唯一的標(biāo)識(shí)符

<協(xié)議>://<主機(jī)>:<端口>/<路徑>

（2）超文本傳輸協(xié)議HTTP移国，使用TCP連接進(jìn)行可靠傳輸?shù)膽?yīng)用層協(xié)議

（3）超文本標(biāo)記語(yǔ)言HTML吱瘩，文檔結(jié)構(gòu)的標(biāo)記語(yǔ)言，使用一些約定的標(biāo)記對(duì)頁(yè)面上的各種信息迹缀、格式進(jìn)行描述

互聯(lián)網(wǎng)泛指多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照一定的通信協(xié)議相互連接成一個(gè)大型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使碾。

因特網(wǎng)是指在ARPA網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的世界上最大的全球性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，因特網(wǎng)和其他類似的由計(jì)算機(jī)相互連接而成的大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)祝懂，都可以算互聯(lián)網(wǎng)票摇，因特網(wǎng)只是互聯(lián)網(wǎng)中最大的一個(gè)。

萬(wàn)維網(wǎng)是無(wú)數(shù)個(gè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)和網(wǎng)頁(yè)的集合砚蓬，他們?cè)谝黄饦?gòu)成了因特網(wǎng)最主要的部分矢门，因特網(wǎng)還包括了電子郵件等。

網(wǎng)絡(luò)模型的層次結(jié)構(gòu)

物理層

基本數(shù)據(jù)單元：比特

基本功能：實(shí)現(xiàn)比特流的傳輸和接收,物理媒體不屬于物理層協(xié)議,位于物理層協(xié)議下方

基本協(xié)議：IEEE802

數(shù)據(jù)鏈路層

基本數(shù)據(jù)單元：幀

基本功能

加強(qiáng)物理層傳輸原始比特流的功能，將物理層提供的可能出錯(cuò)的物理連接改造為邏輯上無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路祟剔，使之對(duì)網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無(wú)差錯(cuò)的的鏈路隔躲，在概念上分為兩個(gè)子層：LLC和MAC，提供三種服務(wù)：無(wú)確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)物延，又確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)宣旱，有確認(rèn)的有連接服務(wù)

鏈路管理：鏈路連接的建立，維持教届，釋放以及對(duì)異常情況的處理

幀定界和幀同步：鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元是幀响鹃，協(xié)議不同，幀的長(zhǎng)短和定界方法也有差別案训，但無(wú)論如何必須對(duì)幀進(jìn)行定界买置，即添加必要的首部和尾部

流量控制：控制發(fā)送方數(shù)據(jù)的發(fā)送速率，使接收方能夠完全接收强霎，從而防止由于發(fā)送方數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)快而接收方接受過(guò)慢導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失

差錯(cuò)控制：對(duì)數(shù)據(jù)傳輸中的差錯(cuò)進(jìn)行檢測(cè)和糾正忿项，提供“無(wú)比特差錯(cuò)” 的傳輸

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸并使用MAC地址提供對(duì)介質(zhì)的訪問(wèn)，保證每一幀都能正確到達(dá)目的站（為了防止幀在傳輸過(guò)程中丟失城舞，在可靠的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議中轩触，發(fā)送方緩存發(fā)送的每個(gè)幀，并為它設(shè)定一個(gè)計(jì)時(shí)器家夺，當(dāng)計(jì)時(shí)器到期而該幀的確認(rèn)幀仍然沒(méi)有到時(shí)脱柱，發(fā)送方將重發(fā)該幀）

將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開(kāi)：通過(guò)一定措施區(qū)分開(kāi)幀的數(shù)據(jù)和控制信息

邏輯鏈路控制LLC子層：該層集中了與媒體接入無(wú)關(guān)的功能。建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接拉馋；提供與上層的接口（即服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)）榨为；給LLC幀加上序號(hào)；差錯(cuò)控制煌茴。

介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC子層:負(fù)責(zé)解決與媒體接入有關(guān)的問(wèn)題和在物理層的基礎(chǔ)上進(jìn)行無(wú)差錯(cuò)的通信随闺。發(fā)送時(shí)將上層交下來(lái)的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送，接收時(shí)對(duì)幀進(jìn)行拆卸蔓腐，將數(shù)據(jù)交給上層矩乐；實(shí)現(xiàn)和維護(hù)MAC協(xié)議；進(jìn)行比特差錯(cuò)檢查與尋址回论。

基本協(xié)議：Ethernet協(xié)議

工作設(shè)備：網(wǎng)卡（物理層散罕，數(shù)據(jù)鏈路層），網(wǎng)橋傀蓉，交換機(jī)（多端口網(wǎng)橋）

網(wǎng)橋：將兩個(gè)相似的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)欧漱，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進(jìn)行管理，不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍僚害，還能提高網(wǎng)絡(luò)的性能硫椰。（網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2通過(guò)網(wǎng)橋連接繁调，網(wǎng)橋接收到網(wǎng)絡(luò)1發(fā)送的數(shù)據(jù)包，檢查數(shù)據(jù)包中的地址靶草，如果地址屬于網(wǎng)絡(luò)1 蹄胰，他就將其放棄，相反奕翔，如果是網(wǎng)絡(luò)2 的地址裕寨，就繼續(xù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)2，這樣可以利用網(wǎng)橋隔離網(wǎng)段）

網(wǎng)橋的基本特點(diǎn)

網(wǎng)橋必須具備尋址和路徑的選擇能力派继，已確定幀的傳輸方向

從源網(wǎng)絡(luò)接收幀宾袜，以目的網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議向目的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)該幀

網(wǎng)橋在不同或者相同類型的LAN之間存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)幀，必要時(shí)還進(jìn)行鏈路層上的協(xié)議轉(zhuǎn)換

網(wǎng)橋?qū)λ邮盏降膸蛔鋈魏涡薷募菘撸蛑粚?duì)幀的封裝格式做很小的修改

網(wǎng)橋可以通過(guò)執(zhí)行幀翻譯互連不同類型的局域網(wǎng)庆猫，即把原協(xié)議的信息段的內(nèi)容作為另一種協(xié)議的信息部分封裝在幀中

網(wǎng)橋應(yīng)該有足夠大的緩存空間，因?yàn)槎虝r(shí)間內(nèi)幀的到達(dá)速度可能高于轉(zhuǎn)發(fā)速度

網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)：過(guò)濾通信量，擴(kuò)大物理范圍，可使用不同的物理層椎眯，可互連不同類型的局域網(wǎng),提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性

網(wǎng)橋的缺點(diǎn)：增加時(shí)延，MAC子層沒(méi)有流量控制功能驼修，不同MAC子層的網(wǎng)段橋接在一起需要幀格式的轉(zhuǎn)換，只適合用戶數(shù)不多通信量不大的局域網(wǎng)，否則可能因傳播過(guò)多廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞（廣播風(fēng)暴）

鏈路層提供的MAC尋址與ARP，RARP協(xié)議尋址的區(qū)別：ARP此叠，RARP協(xié)議工作在網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)IP地址與MAC地址的轉(zhuǎn)換随珠，而轉(zhuǎn)換后則由鏈路層僅靠MAC地址尋址灭袁。

網(wǎng)絡(luò)層

基本數(shù)據(jù)單元：分組

基本功能：異構(gòu)網(wǎng)路互連，路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)牙丽，擁塞控制

基本協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議(IP),互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)和網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議(ICMP)

工作設(shè)備：網(wǎng)關(guān)

地址解析協(xié)議ARP（Address Resolution Protocol）

維護(hù)IP地址到MAC主機(jī)地址動(dòng)態(tài)表的協(xié)議简卧，將IP地址解析為鏈路層需要的硬件地址兔魂。主機(jī)A向本局域網(wǎng)的主機(jī)B發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)烤芦，先查看ARP高速緩存中是否有主機(jī)B的地址，如果有就將其硬件地址寫(xiě)入MAC幀析校，然后通過(guò)局域網(wǎng)將該MAC幀發(fā)往此硬件地址构罗，如果沒(méi)有，就先廣播ARP請(qǐng)求分組（MAC幀的目的地址為FF-FF-FF-FF-FF-FF）智玻，在獲得目標(biāo)主機(jī)的ARP相應(yīng)分組后遂唧，將目標(biāo)主機(jī)的硬件地址與IP映射關(guān)系寫(xiě)入ARP緩存中，然后按照此硬件地址發(fā)送MAC幀吊奢。

網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議協(xié)議ICMP （Internet Control Message Protocol）

使主機(jī)或者路由器可以報(bào)告差錯(cuò)和異常情況嘛盖彭，有差錯(cuò)報(bào)文和詢問(wèn)報(bào)文。ICMP差錯(cuò)報(bào)文用于目標(biāo)主機(jī)或到目標(biāo)主機(jī)路徑上的路由器向源主機(jī)報(bào)告差錯(cuò)和異常情況，包括

（1）終點(diǎn)不可到達(dá)

（2）源點(diǎn)抑制

（3）時(shí)間超過(guò)

（4）參數(shù)問(wèn)題

（5）改變路由召边，重定向铺呵。

ICMP詢問(wèn)報(bào)文包括

（1）回送請(qǐng)求和回答報(bào)文

（2）時(shí)間戳請(qǐng)求和回答報(bào)文

（3）掩碼地址請(qǐng)求和回答報(bào)文

（4）路由器詢問(wèn)和通告報(bào)文

PING工作在應(yīng)用層，直接使用網(wǎng)絡(luò)層的ICMP協(xié)議的回送請(qǐng)求和回答報(bào)文隧熙，而沒(méi)有使用傳輸層的TCP或UDP協(xié)議

路由信息協(xié)議RIP（Routing Information Protocol）

分布式的基于距離-向量的路由選擇協(xié)議片挂，最大優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、開(kāi)銷較小贞盯，只能適用于小型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

RIP規(guī)定

網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)路由器都要維護(hù)從它自己到網(wǎng)絡(luò)中其他每個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的距離紀(jì)錄

距離也稱為跳數(shù)音念，直接連接的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為0，每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器躏敢，跳數(shù)加1

一個(gè)好的路由就是通過(guò)的路由器的個(gè)數(shù)最小

一條從源主機(jī)到目的主機(jī)的路由最多只能包括15個(gè)路由器闷愤，因此跳數(shù)最大為16，表示網(wǎng)絡(luò)不可到達(dá)

默認(rèn)在任意兩臺(tái)使用RIP協(xié)議的路由器之間每隔30s廣播一次RIP的路由更新信息件余，以便自動(dòng)建立并維護(hù)路由表

RIP的特點(diǎn)

每個(gè)路由器僅和相鄰路由器交換信息

交換的信息是當(dāng)前路由器的路由表

按固定的時(shí)間間隔交換路由信息

路由器的組成和功能

路由器是一種具有多個(gè)輸入輸出接口的專用計(jì)算機(jī)肝谭，其任務(wù)是連接不同的網(wǎng)絡(luò)并完成路由轉(zhuǎn)發(fā)，在多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)必須使用路由器蛾扇，路由器也作為最基礎(chǔ)的包過(guò)濾防火墻使用

當(dāng)源路由器要像目的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)攘烛，路由器先檢查目的主機(jī)是否和源主機(jī)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。如果目的主機(jī)和源主機(jī)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上镀首，則直接交付而不同通過(guò)路由器坟漱，但如果目的主機(jī)和源主機(jī)不在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，則路由器按照路由表指出的路由將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)路由器更哄，稱為間接交付芋齿。

路由器在結(jié)構(gòu)上分為路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)兩個(gè)部分，從模型的角度看成翩，路由器是網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)備觅捆，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)模型的下三層，即物理層麻敌，數(shù)據(jù)鏈路層栅炒，網(wǎng)絡(luò)層。

傳輸層

基本數(shù)據(jù)單元：報(bào)文

基本功能：

端到端的通信术羔，為運(yùn)行在不同主機(jī)上的進(jìn)程之間提供了邏輯通信赢赊，網(wǎng)絡(luò)層提供了主機(jī)之間的邏輯通信

復(fù)用和分用，發(fā)送方的不同應(yīng)用進(jìn)程都可以使用同一個(gè)傳輸層協(xié)議傳送數(shù)據(jù)：分用指接收方的傳輸層在剝?nèi)?bào)文的首部后能夠把這些數(shù)據(jù)正確的交付給應(yīng)用進(jìn)程级历，與網(wǎng)絡(luò)層的復(fù)用分用不同释移，網(wǎng)絡(luò)層的復(fù)用是指發(fā)送方能夠?qū)⒉煌瑓f(xié)議的數(shù)據(jù)封裝為IP數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，分用是指接收方的網(wǎng)絡(luò)層在剝?nèi)ナ撞亢蟀褦?shù)據(jù)交付給相應(yīng)的協(xié)議

對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)（網(wǎng)絡(luò)層只檢查IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部寥殖，不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)部分是否出錯(cuò)）

提供兩種不同的傳輸協(xié)議玩讳，即面向連接的TCP和無(wú)連接的UDP（網(wǎng)絡(luò)層無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議）

傳輸層的尋址和端口：

端口號(hào)能夠讓?xiě)?yīng)用層的各種應(yīng)用進(jìn)程將其數(shù)據(jù)通過(guò)端口向下交付給傳輸層涩蜘，以及讓傳輸層知道應(yīng)當(dāng)將其報(bào)文段中的數(shù)據(jù)向上通過(guò)端口交付給應(yīng)用層的相應(yīng)進(jìn)程，端口號(hào)并不是一一對(duì)應(yīng)的熏纯，只有通過(guò)IP地址和端口號(hào)才能唯一確定一個(gè)主機(jī)的一個(gè)應(yīng)用皱坛，稱為套接字（IP地址+端口號(hào)）

基本協(xié)議：TCP/UDP協(xié)議

IP數(shù)據(jù)報(bào)和UDP數(shù)據(jù)報(bào)的區(qū)別是IP數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)層要經(jīng)過(guò)路由器的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，而UDP數(shù)據(jù)報(bào)是在傳輸層的端到端的邏輯信道中傳輸豆巨，在封裝成IP數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)層傳輸時(shí)剩辟，UDP數(shù)據(jù)報(bào)對(duì)路由器是不可見(jiàn)的

用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（User Datagram Protocol）

只提供了兩個(gè)最基礎(chǔ)的功能，復(fù)用分用和差錯(cuò)檢測(cè)

無(wú)需建立連接往扔，也不會(huì)引入建立連接的時(shí)延（DNS追求速度使用UDP贩猎，HTTP追求可靠性使用TCP）

無(wú)連接狀態(tài)，TCP需要在端系統(tǒng)中維護(hù)連接狀態(tài)萍膛，此鏈接狀態(tài)包括接收和發(fā)送緩存吭服，擁塞控制參數(shù)和序號(hào)和，確認(rèn)號(hào)的參數(shù)蝗罗，UDP不需要維護(hù)連接狀態(tài)艇棕，也不跟蹤這些參數(shù)，因此某些專用應(yīng)用服務(wù)使用UDP時(shí)一般都能支持更多的活動(dòng)客戶機(jī)

分組首部開(kāi)銷小串塑，TCP需要20B沼琉，UDP需要8B

應(yīng)用層能更好的控制要發(fā)送的數(shù)據(jù)和發(fā)送時(shí)間，UDP沒(méi)有擁塞控制桩匪，因此網(wǎng)絡(luò)中擁塞不會(huì)影響主機(jī)的發(fā)送效率打瘪，流媒體、視頻會(huì)議等應(yīng)用要求穩(wěn)定的發(fā)送速度能容扔一定的數(shù)據(jù)丟失傻昙，但不容許有較大的時(shí)延闺骚，UDP正好滿足要求

UDP盡最大努力交付，不保證可靠交付妆档，不代表應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)的要求是不可靠的僻爽，維護(hù)傳輸可靠性的工作需要用戶在應(yīng)用層完成

UDP是面向報(bào)文的，發(fā)送方對(duì)應(yīng)用層交下來(lái)的報(bào)文贾惦，在添加首部后就向下傳遞給IP層胸梆，既不合并也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界纤虽，接收方對(duì)IP層傳遞的報(bào)文乳绕，在去除首部后就原封不動(dòng)的上傳給應(yīng)用進(jìn)程绞惦，一次交付一個(gè)完整的報(bào)文

傳輸控制協(xié)議TCP（Transmission Control Protocol ）

TCP是在不可靠的IP層上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議逼纸，主要解決傳輸?shù)目煽俊⒂行蚣貌酢o(wú)丟失和不重復(fù)的問(wèn)題

TCP是面向連接的傳輸層協(xié)議

每條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)杰刽，每條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的

TCP提供可靠的交付服務(wù)菠发，保證傳輸?shù)臒o(wú)差錯(cuò)、不丟失贺嫂、不重復(fù)且有序

TCP提供全雙工通信滓鸠，允許通信雙方的應(yīng)用進(jìn)程在任何時(shí)候都能發(fā)送數(shù)據(jù)，因此TCP連接的兩端都設(shè)有發(fā)送緩存和接收緩存

TCP是面向字節(jié)流的第喳，雖然應(yīng)用程序和TCP的交互是一次一個(gè)數(shù)據(jù)塊糜俗，但TCP把應(yīng)用程序傳遞下來(lái)的數(shù)據(jù)看作一連串的無(wú)結(jié)構(gòu)字節(jié)流

Source Port和Destination Port代表目的和源端口。

Sequence Number代表報(bào)文段的序號(hào)來(lái)表示順序曲饱。Acknowledgment Number代表發(fā)送方作為接收方已接收的報(bào)文段悠抹，并且期望收到下個(gè)報(bào)文段的開(kāi)始序列號(hào)。TCP實(shí)際上將傳送數(shù)據(jù)看做成數(shù)據(jù)的字節(jié)流扩淀，而不是一個(gè)個(gè)單獨(dú)的報(bào)文段楔敌。這點(diǎn)從Sequence Number就可以看出，Sequence Number以傳送的字節(jié)數(shù)作為單位驻谆，而不以報(bào)文段的數(shù)量作為單位卵凑。

Data Offset作為對(duì)齊的空位，Reserved作為保留位胜臊。下面是重點(diǎn)Flag位勺卢。

Flag包括Urgent、Ack象对、Push值漫、Reset、Syn织盼、Fin這6位杨何。Urgent作為報(bào)文段的緊急數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，但具體如何處理交給接收方?jīng)Q定沥邻。Reset作為報(bào)文段的連接異常結(jié)束或端口號(hào)錯(cuò)誤的標(biāo)識(shí)危虱。而Ack確認(rèn)、Syn同步唐全、Fin結(jié)束在三次握手和四次揮手中作為關(guān)鍵標(biāo)識(shí)位埃跷。Push代表TCP不再等待是否還有其他報(bào)文段到達(dá)，馬上交給上層應(yīng)用層邮利。

Window位作為流量控制的基礎(chǔ)弥雹，后面會(huì)更具體的聊。

Check Sum作為校驗(yàn)位延届，校驗(yàn)報(bào)文段是否在傳輸過(guò)程中受損剪勿。Urgent Pointer在Urgent位為1時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)方庭，指向緊急數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)厕吉。

Options常見(jiàn)的標(biāo)識(shí)有nop酱固、TS val(time stamp)、ecr(echo reply)头朱、mss运悲。nop標(biāo)識(shí)就和氣泡指令一個(gè)意思，就是占位的项钮。而TS val和ecr分別代表發(fā)送方的時(shí)間戳和接收方的時(shí)間戳班眯，基于這兩個(gè)時(shí)間戳來(lái)計(jì)算出RTT往返時(shí)間 (round-trip time) ，當(dāng)然還要加權(quán)平均烁巫，具體計(jì)算就不多說(shuō)了鳖敷，RTT會(huì)被用來(lái)衡量重傳計(jì)時(shí)器的超時(shí)時(shí)長(zhǎng)。mss(Maximum Segment Size)指的是程拭，連接層每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有個(gè)最大限制MTU(Maximum Transmission Unit)定踱，一般是1500比特，超過(guò)這個(gè)量要分成多個(gè)報(bào)文段恃鞋，mss則是這個(gè)最大限制減去TCP的header崖媚，光是要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的大小，一般為1460比特恤浪。

TCP連接的建立采用客戶／服務(wù)器的方式畅哑，有三個(gè)階段：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放水由，TCP傳輸連接的建立采用“三次握手”的方法

TCP協(xié)議三次握手的描述如下：

第一次握手：客戶端發(fā)送帶有SYN標(biāo)志的連接請(qǐng)求報(bào)文段荠呐，然后進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)端的確認(rèn)砂客。

第二次握手：服務(wù)端接收到客戶端的SYN報(bào)文段后泥张，需要發(fā)送ACK信息對(duì)這個(gè)SYN報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)。同時(shí)鞠值，還要發(fā)送自己的SYN請(qǐng)求信息媚创。服務(wù)端會(huì)將上述的信息放到一個(gè)報(bào)文段（SYN+ACK報(bào)文段）中，一并發(fā)送給客戶端彤恶，此時(shí)服務(wù)端將會(huì)進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)钞钙。

第三次握手：客戶端接收到服務(wù)端的SYN+ACK報(bào)文段后，會(huì)向服務(wù)端發(fā)送ACK確認(rèn)報(bào)文段声离，這個(gè)報(bào)文段發(fā)送完畢后芒炼，客戶端和服務(wù)端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成TCP三次握手术徊。

當(dāng)三次握手完成后本刽，TCP協(xié)議會(huì)為連接雙方維持連接狀態(tài)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸成功，接收端在接收到數(shù)據(jù)包后必須發(fā)送ACK報(bào)文作為確認(rèn)盅安。如果在指定的時(shí)間內(nèi)（這個(gè)時(shí)間稱為重新發(fā)送超時(shí)時(shí)間）唤锉，發(fā)送端沒(méi)有接收到接收端的ACK報(bào)文世囊，那么就會(huì)重發(fā)超時(shí)的數(shù)據(jù)别瞭。

服務(wù)器端的資源是在完成第二次握手時(shí)分配的，而客戶端的資源是在完成第三次握手時(shí)分配的株憾，三次握手主要是為了防止2次握手的情況下蝙寨，已失效的連接請(qǐng)求報(bào)文突然又傳送到服務(wù)端，使服務(wù)端認(rèn)為傳輸鏈接已經(jīng)建立嗤瞎，并一直等待客戶端傳送數(shù)據(jù)墙歪，造成服務(wù)器端的資源浪費(fèi)

TCP連接的釋放采用“4次握手”方法

四次揮手，客戶端和服務(wù)端都可以發(fā)起贝奇。第一次發(fā)送方發(fā)送FIN為1虹菲、ACK為1，序列號(hào)為某序列號(hào)掉瞳，表示發(fā)送方想結(jié)束連接毕源。第二次接收方發(fā)送ACK為1，確認(rèn)號(hào)為接收序列號(hào)加1陕习，表示我還沒(méi)有準(zhǔn)備好結(jié)束連接霎褐。第三次接收方發(fā)送FIN為1、ACK為1该镣，序列號(hào)為某序列號(hào)冻璃，表示我已經(jīng)準(zhǔn)備好結(jié)束連接了。第四次發(fā)送方损合，發(fā)送ACK為1省艳，確認(rèn)號(hào)為所接收序列號(hào)加1，表示確認(rèn)嫁审，結(jié)束連接拍埠。

半關(guān)閉

在四次揮手的基礎(chǔ)上，發(fā)送方可以在接收第二次接收方發(fā)送ACK后土居，可以形成發(fā)送方不再發(fā)送報(bào)文段枣购，但仍然接收接收方發(fā)送的報(bào)文段的這種現(xiàn)象。這就形成了半關(guān)閉擦耀。

使用4次握手的方法

（1）保證了客戶端發(fā)送的最后一個(gè)確認(rèn)報(bào)文能夠到達(dá)服務(wù)器棉圈，如果客戶端不等待，而確認(rèn)報(bào)文丟失眷蜓，則服務(wù)器不能進(jìn)入正常的關(guān)閉狀態(tài)分瘾，而客戶端此時(shí)已經(jīng)關(guān)閉，不可能重傳確認(rèn)報(bào)文

（2）防止出現(xiàn)“已經(jīng)失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段”吁系，客戶端在發(fā)送完最后一個(gè)確認(rèn)報(bào)文后德召，經(jīng)過(guò)時(shí)間等待白魂，可保證本連接持續(xù)的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的所有報(bào)文段從網(wǎng)絡(luò)消失

會(huì)話層

主機(jī)間會(huì)話的建立,管理以及終止,使用校驗(yàn)點(diǎn)可使通信會(huì)話在通信失效時(shí)從校驗(yàn)點(diǎn)恢復(fù)繼續(xù)通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步

表示層

管理數(shù)據(jù)的壓縮,加密與解密,格式轉(zhuǎn)換

應(yīng)用層

規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程在通信時(shí)遵守的協(xié)議，有客戶／服務(wù)器模型和P2P模型

基本功能：為操作系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口

基本協(xié)議：虛擬終端協(xié)議Telnet,文件傳輸協(xié)議FTP,域名解析服務(wù)DNS,簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTP（發(fā)送）上岗，郵局協(xié)議POP（接收）,HTTP

常見(jiàn)的使用UDP的應(yīng)用層協(xié)議有：DNS福荸，TFTP，RIP肴掷，BOOTP敬锐，DHCP，SNMP呆瞻，NFS等台夺，使用TCP的應(yīng)用層協(xié)議有：SMTP，TELNET痴脾，HTTP颤介，F(xiàn)TP等

動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）

基于UDP，使用客戶端／服務(wù)器方式赞赖，需要IP地址的主機(jī)在啟動(dòng)時(shí)向DHCP服務(wù)器廣播發(fā)送發(fā)現(xiàn)報(bào)文滚朵，該主機(jī)成為DHCP的客戶，本地網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都能收到此廣播報(bào)文薯定，但只有DHCP服務(wù)器才能回答此廣播報(bào)文始绍。DHCP服務(wù)器首先在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找該計(jì)算機(jī)的配置信息，若找到直接返回該信息话侄，若找不到則從服務(wù)器的IP地址池中取出一個(gè)IP地址分配該計(jì)算機(jī)亏推，DHCP服務(wù)器的回答報(bào)文稱為提供報(bào)文。

文件傳輸協(xié)議FTP（File Transfer Protocol）

使用兩個(gè)并行的TCP連接年堆，一個(gè)是控制連接（端口21）吞杭，一個(gè)是數(shù)據(jù)連接（端口20），控制連接用來(lái)傳輸控制信息变丧，在傳輸文件的同時(shí)可以控制連接芽狗，在整個(gè)會(huì)話期間一直保持打開(kāi)，服務(wù)器端的控制進(jìn)程在接收到FTP客戶端發(fā)送來(lái)的文件傳輸請(qǐng)求后就創(chuàng)建數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程和數(shù)據(jù)連接痒蓬，數(shù)據(jù)連接用來(lái)連接客戶端和服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程童擎，數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程實(shí)際完成文件的傳送，傳輸完畢后關(guān)閉數(shù)據(jù)傳送連接

HTTP協(xié)議

HTTP的訪問(wèn)過(guò)程

瀏覽器分析超鏈接指向頁(yè)面的URL http://www.baidu.com

瀏覽器向DNS服務(wù)器請(qǐng)求解析www.baidu.com的IP地址

域名系統(tǒng)DNS解析出IP地址發(fā)送給瀏覽器

瀏覽器使用IP地址與服務(wù)器建立TCP連接

瀏覽器發(fā)出HTTP請(qǐng)求：GET/chinese/index.htm

服務(wù)器通過(guò)HTTP響應(yīng)把文件index.htm返回給瀏覽器

TCP連接釋放

瀏覽器將文件index.htm進(jìn)行解釋攻晒，并將web頁(yè)面顯示給用戶

HTTP協(xié)議有兩類報(bào)文顾复，請(qǐng)求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文，HTTP協(xié)議是無(wú)狀態(tài)的鲁捏，服務(wù)器不會(huì)存儲(chǔ)任何客戶機(jī)的狀態(tài)信息芯砸，實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常使用Cookies來(lái)跟蹤用戶的活動(dòng)，Cookies是一個(gè)存儲(chǔ)在用戶主機(jī)上的文本文件，假丧，里面含有一串識(shí)別碼用于識(shí)別用戶双揪，Web服務(wù)器根據(jù)Cookies就可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢到該用戶的活動(dòng)記錄。

HTTP既可以使用非持久連接包帚，也可以使用持久連接渔期。

對(duì)于非持久連接，每個(gè)網(wǎng)頁(yè)元素（JFPG圖片婴噩，F(xiàn)LASH等）的傳輸都需要單獨(dú)建立一個(gè)TCP連接擎场，而持久連接之需要建立一個(gè)TCP連接就可以傳送整個(gè)網(wǎng)頁(yè)羽德。

持久連接分為不帶流水線和帶流水線的版本几莽，不帶流水線的版本，瀏覽器只能在接收到前一個(gè)請(qǐng)求的響應(yīng)后才會(huì)發(fā)送新的請(qǐng)求宅静，HTTP/1.1的默認(rèn)模式使用帶流水線的持久連接章蚣，這種情況下，HTTP客戶端每遇到一個(gè)引用對(duì)象就立即發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求姨夹，因而HTTP客戶端可以一個(gè)接一個(gè)連續(xù)發(fā)出各個(gè)引用對(duì)象的請(qǐng)求纤垂。如果所有的請(qǐng)求和響應(yīng)都是連續(xù)發(fā)送的，那么所有引用到的對(duì)象共計(jì)經(jīng)歷一個(gè)RTT延遲磷账，而不帶流水線的持久連接的每個(gè)引用都必須有一個(gè)RTT延遲峭沦。

HTTP的報(bào)文

請(qǐng)求行／狀態(tài)行

請(qǐng)求報(bào)文的開(kāi)始行稱為請(qǐng)求行（方法，URL逃糟，HTTP的版本）

GET 請(qǐng)求讀取由URL所標(biāo)志的信息

POST 給服務(wù)器添加信息

HEAD 請(qǐng)求讀取由URL所標(biāo)志的信息的首部

CONNECT 用于代理服務(wù)器

響應(yīng)報(bào)文的開(kāi)始行稱為狀態(tài)行

首部行

用來(lái)說(shuō)明瀏覽器吼鱼、服務(wù)器或者報(bào)文主體的一些信息，可以有幾行绰咽，也可以沒(méi)有菇肃，每個(gè)首部行都有首部字段名和它的值，每一行結(jié)束的地方都有回車和換行取募，整個(gè)首部結(jié)束時(shí)琐谤，還有一空行將首部和后面的實(shí)體主體分開(kāi)

實(shí)體主體

請(qǐng)求報(bào)文一般為空，響應(yīng)報(bào)文也可以為空