1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述
1.1. 基本術(shù)語(yǔ)
- 結(jié)點(diǎn) (node) :網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算機(jī),集線器监嗜,交換機(jī)或路由器等谐檀。
- 鏈路(link ) : 從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)的一段物理線路。中間沒(méi)有任何其他交點(diǎn)裁奇。
- 主機(jī)(host) :連接在因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)桐猬。
- ISP(Internet Service Provider) :因特網(wǎng)服務(wù)提供者(提供商)。
- IXP(Internet eXchange Point) : 互聯(lián)網(wǎng)交換點(diǎn) IXP 的主要作用就是允許兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)直接相連并交換分組刽肠,而不需要再通過(guò)第三個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組溃肪。
https://labs.ripe.net/Members/fergalc/ixp-traffic-during-stratos-skydive
- RFC(Request For Comments) :意思是“請(qǐng)求評(píng)議”,包含了關(guān)于 Internet 幾乎所有的重要的文字資料音五。
- 廣域網(wǎng) WAN(Wide Area Network) :任務(wù)是通過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)送主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)惫撰。
- 城域網(wǎng) MAN(Metropolitan Area Network):用來(lái)將多個(gè)局域網(wǎng)進(jìn)行互連。
- 局域網(wǎng) LAN(Local Area Network) : 學(xué)蟹耪蹋或企業(yè)大多擁有多個(gè)互連的局域網(wǎng)润绎。
http://conexionesmanwman.blogspot.com/
- 個(gè)人區(qū)域網(wǎng) PAN(Personal Area Network) :在個(gè)人工作的地方把屬于個(gè)人使用的電子設(shè)備用無(wú)線技術(shù)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò) 。
https://www.itrelease.com/2018/07/advantages-and-disadvantages-of-personal-area-network-pan/
分組(packet ) :因特網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元诞挨。由首部 header 和數(shù)據(jù)段組成莉撇。分組又稱為包,首部可稱為包頭惶傻。
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存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(store and forward ) :路由器收到一個(gè)分組棍郎,先檢查分組是否正確,并過(guò)濾掉沖突包錯(cuò)誤银室。確定包正確后涂佃,取出目的地址,通過(guò)查找表找到想要發(fā)送的輸出端口地址蜈敢,然后將該包發(fā)送出去辜荠。
帶寬(bandwidth) :在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,表示在單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過(guò)的“最高數(shù)據(jù)率”抓狭。常用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力伯病。單位是“比特每秒”,記為 b/s否过。
吞吐量(throughput ) :表示在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或信道午笛、接口)的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測(cè)量苗桂,以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)药磺。吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。
1.2. 重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
- 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò))把許多計(jì)算機(jī)連接在一起煤伟,而互聯(lián)網(wǎng)把許多網(wǎng)絡(luò)連接在一起癌佩,是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)木缝。
- 小寫字母 i 開(kāi)頭的 internet(互聯(lián)網(wǎng))是通用名詞,它泛指由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的網(wǎng)絡(luò)驼卖。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議(即通信規(guī)則)可以是任意的氨肌。大寫字母 I 開(kāi)頭的 Internet(互聯(lián)網(wǎng))是專用名詞,它指全球最大的酌畜,開(kāi)放的,由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定的互聯(lián)網(wǎng)卿叽,并采用 TCP/IP 協(xié)議作為通信規(guī)則桥胞,其前身為 ARPANET。Internet 的推薦譯名為因特網(wǎng)考婴,現(xiàn)在一般流行稱為互聯(lián)網(wǎng)贩虾。
- 路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換的關(guān)鍵構(gòu)件调限,其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組寞宫,這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。分組交換采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)饼问,表示把一個(gè)報(bào)文(要發(fā)送的整塊數(shù)據(jù))分為幾個(gè)分組后再進(jìn)行傳送考杉。在發(fā)送報(bào)文之前策精,先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成為一個(gè)個(gè)更小的等長(zhǎng)數(shù)據(jù)段。在每個(gè)數(shù)據(jù)端的前面加上一些由必要的控制信息組成的首部后崇棠,就構(gòu)成了一個(gè)分組咽袜。分組又稱為包。分組是在互聯(lián)網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元枕稀,正是由于分組的頭部包含了諸如目的地址和源地址等重要控制信息询刹,每一個(gè)分組才能在互聯(lián)網(wǎng)中獨(dú)立的選擇傳輸路徑,并正確地交付到分組傳輸?shù)慕K點(diǎn)萎坷。
- 互聯(lián)網(wǎng)按工作方式可劃分為邊緣部分和核心部分凹联。主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分,其作用是進(jìn)行信息處理哆档。由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成核心部分蔽挠,其作用是提供連通性和交換。
- 計(jì)算機(jī)通信是計(jì)算機(jī)中進(jìn)程(即運(yùn)行著的程序)之間的通信虐呻。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的通信方式是客戶-服務(wù)器方式(C/S 方式)和對(duì)等連接方式(P2P 方式)象泵。
- 客戶和服務(wù)器都是指通信中所涉及的應(yīng)用進(jìn)程≌宓穑客戶是服務(wù)請(qǐng)求方偶惠,服務(wù)器是服務(wù)提供方。
- 按照作用范圍的不同朗涩,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為廣域網(wǎng) WAN忽孽,城域網(wǎng) MAN,局域網(wǎng) LAN,個(gè)人區(qū)域網(wǎng) PAN兄一。
- 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最常用的性能指標(biāo)是:速率厘线,帶寬,吞吐量出革,時(shí)延(發(fā)送時(shí)延造壮,處理時(shí)延,排隊(duì)時(shí)延)骂束,時(shí)延帶寬積耳璧,往返時(shí)間和信道利用率。
- 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議即協(xié)議展箱,是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則旨枯。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層以及其協(xié)議集合,稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)混驰。
- 五層體系結(jié)構(gòu)由應(yīng)用層攀隔,運(yùn)輸層,網(wǎng)絡(luò)層(網(wǎng)際層)栖榨,數(shù)據(jù)鏈路層昆汹,物理層組成。運(yùn)輸層最主要的協(xié)議是 TCP 和 UDP 協(xié)議治泥,網(wǎng)絡(luò)層最重要的協(xié)議是 IP 協(xié)議筹煮。
下面的內(nèi)容會(huì)介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的五層體系結(jié)構(gòu):物理層+數(shù)據(jù)鏈路層+網(wǎng)絡(luò)層(網(wǎng)際層)+運(yùn)輸層+應(yīng)用層。
2. 物理層(Physical Layer)
2.1. 基本術(shù)語(yǔ)
數(shù)據(jù)(data) :運(yùn)送消息的實(shí)體居夹。
信號(hào)(signal) :數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)败潦。或者說(shuō)信號(hào)是適合在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)膶?duì)象准脂。
碼元( code) :在使用時(shí)間域(或簡(jiǎn)稱為時(shí)域)的波形來(lái)表示數(shù)字信號(hào)時(shí)劫扒,代表不同離散數(shù)值的基本波形。
單工(simplex ) : 只能有一個(gè)方向的通信而沒(méi)有反方向的交互狸膏。
半雙工(half duplex ) :通信的雙方都可以發(fā)送信息沟饥,但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。
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全雙工(full duplex) : 通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息湾戳。
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失真:失去真實(shí)性贤旷,主要是指接受到的信號(hào)和發(fā)送的信號(hào)不同,有磨損和衰減砾脑。影響失真程度的因素:1.碼元傳輸速率 2.信號(hào)傳輸距離 3.噪聲干擾 4.傳輸媒體質(zhì)量
- 奈氏準(zhǔn)則 : 在任何信道中幼驶,碼元的傳輸?shù)男适怯猩舷薜模瑐鬏斔俾食^(guò)此上限韧衣,就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的碼間串?dāng)_問(wèn)題盅藻,使接收端對(duì)碼元的判決(即識(shí)別)成為不可能购桑。
- 香農(nóng)定理 :在帶寬受限且有噪聲的信道中,為了不產(chǎn)生誤差氏淑,信息的數(shù)據(jù)傳輸速率有上限值勃蜘。
- 基帶信號(hào)(baseband signal) : 來(lái)自信源的信號(hào)。指沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)假残。
- 帶通(頻帶)信號(hào)(bandpass signal) :把基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)載波調(diào)制后缭贡,把信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸(即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過(guò)信道),這里調(diào)制過(guò)后的信號(hào)就是帶通信號(hào)守问。
- 調(diào)制(modulation ) : 對(duì)信號(hào)源的信息進(jìn)行處理后加到載波信號(hào)上匀归,使其變?yōu)檫m合在信道傳輸?shù)男问降倪^(guò)程。
- 信噪比(signal-to-noise ratio ) : 指信號(hào)的平均功率和噪聲的平均功率之比耗帕,記為 S/N。信噪比(dB)=10*log10(S/N)袱贮。
- 信道復(fù)用(channel multiplexing ) :指多個(gè)用戶共享同一個(gè)信道仿便。(并不一定是同時(shí))。
- 比特率(bit rate ) :?jiǎn)挝粫r(shí)間(每秒)內(nèi)傳送的比特?cái)?shù)攒巍。
- 波特率(baud rate) :?jiǎn)挝粫r(shí)間載波調(diào)制狀態(tài)改變的次數(shù)嗽仪。針對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制速率。
- 復(fù)用(multiplexing) :共享信道的方法柒莉。
- ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line ) :非對(duì)稱數(shù)字用戶線闻坚。
- 光纖同軸混合網(wǎng)(HFC 網(wǎng)) :在目前覆蓋范圍很廣的有線電視網(wǎng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)
2.2. 重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
- 物理層的主要任務(wù)就是確定與傳輸媒體接口有關(guān)的一些特性,如機(jī)械特性兢孝,電氣特性窿凤,功能特性,過(guò)程特性跨蟹。
- 一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分雳殊,即源系統(tǒng),傳輸系統(tǒng)窗轩,目的系統(tǒng)夯秃。源系統(tǒng)包括源點(diǎn)(或源站,信源)和發(fā)送器痢艺,目的系統(tǒng)包括接收器和終點(diǎn)仓洼。
- 通信的目的是傳送消息。如話音堤舒,文字色建,圖像等都是消息,數(shù)據(jù)是運(yùn)送消息的實(shí)體植酥。信號(hào)則是數(shù)據(jù)的電器或電磁的表現(xiàn)镀岛。
- 根據(jù)信號(hào)中代表消息的參數(shù)的取值方式不同弦牡,信號(hào)可分為模擬信號(hào)(或連續(xù)信號(hào))和數(shù)字信號(hào)(或離散信號(hào))。在使用時(shí)間域(簡(jiǎn)稱時(shí)域)的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)漂羊,代表不同離散數(shù)值的基本波形稱為碼元驾锰。
- 根據(jù)雙方信息交互的方式,通信可劃分為單向通信(或單工通信)走越,雙向交替通信(或半雙工通信)椭豫,雙向同時(shí)通信(全雙工通信)。
- 來(lái)自信源的信號(hào)稱為基帶信號(hào)旨指。信號(hào)要在信道上傳輸就要經(jīng)過(guò)調(diào)制赏酥。調(diào)制有基帶調(diào)制和帶通調(diào)制之分。最基本的帶通調(diào)制方法有調(diào)幅谆构,調(diào)頻和調(diào)相裸扶。還有更復(fù)雜的調(diào)制方法,如正交振幅調(diào)制搬素。
- 要提高數(shù)據(jù)在信道上的傳遞速率呵晨,可以使用更好的傳輸媒體,或使用先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)熬尺。但數(shù)據(jù)傳輸速率不可能任意被提高摸屠。
- 傳輸媒體可分為兩大類,即導(dǎo)引型傳輸媒體(雙絞線粱哼,同軸電纜季二,光纖)和非導(dǎo)引型傳輸媒體(無(wú)線,紅外揭措,大氣激光)胯舷。
- 了有效利用光纖資源,在光纖干線和用戶之間廣泛使用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) PON蜂筹。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)需配備電源需纳,其長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本和管理成本都很低。最流行的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) EPON 和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò) GPON艺挪。
2.3. 補(bǔ)充
2.3.1. 物理層主要做啥不翩?
物理層主要做的事情就是 透明地傳送比特流。也可以將物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性麻裳,即:機(jī)械特性(接口所用接線器的一些物理屬性如形狀尺寸)口蝠,電氣特性(接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍),功能特性(某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓的意義)津坑,過(guò)程特性(對(duì)于不同功能能的各種可能事件的出現(xiàn)順序)妙蔗。
物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流,而不是指具體的傳輸媒體疆瑰。 現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備和傳輸媒體的種類非常繁多眉反,而且通信手段也有許多不同的方式昙啄。物理層的作用正是盡可能地屏蔽掉這些傳輸媒體和通信手段的差異,使物理層上面的數(shù)據(jù)鏈路層感覺(jué)不到這些差異寸五,這樣就可以使數(shù)據(jù)鏈路層只考慮完成本層的協(xié)議和服務(wù)梳凛,而不必考慮網(wǎng)絡(luò)的具體傳輸媒體和通信手段是什么。
2.3.2. 幾種常用的信道復(fù)用技術(shù)
- 頻分復(fù)用(FDM) :所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源梳杏。
- 時(shí)分復(fù)用(TDM) :所有用戶在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度(分時(shí)不分頻)韧拒。
- 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 (Statistic TDM) :改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用,能夠明顯提高信道的利用率十性。
- 碼分復(fù)用(CDM) : 用戶使用經(jīng)過(guò)特殊挑選的不同碼型叛溢,因此各用戶之間不會(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力劲适,其頻譜類似于白噪聲楷掉,不易被敵人發(fā)現(xiàn)。
- 波分復(fù)用( WDM) :波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用霞势。
2.3.3. 幾種常用的寬帶接入技術(shù)靖诗,主要是 ADSL 和 FTTx
用戶到互聯(lián)網(wǎng)的寬帶接入方法有非對(duì)稱數(shù)字用戶線 ADSL(用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話線進(jìn)行改造,而不需要重新布線支示。ASDL 的快速版本是甚高速數(shù)字用戶線 VDSL。)鄙才,光纖同軸混合網(wǎng) HFC(是在目前覆蓋范圍很廣的有線電視網(wǎng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng))和 FTTx(即光纖到······)颂鸿。
3. 數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)
3.1. 基本術(shù)語(yǔ)
鏈路(link) :一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的一段物理鏈路。
數(shù)據(jù)鏈路(data link) :把實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)運(yùn)輸?shù)膮f(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路攒庵。
循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC(Cyclic Redundancy Check) :為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃宰旆模珻RC 是數(shù)據(jù)鏈路層廣泛使用的一種檢錯(cuò)技術(shù)。
幀(frame) :一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸單元浓冒,由一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層首部和其攜帶的封包所組成協(xié)議數(shù)據(jù)單元栽渴。
MTU(Maximum Transfer Uint ) :最大傳送單元。幀的數(shù)據(jù)部分的的長(zhǎng)度上限稳懒。
誤碼率 BER(Bit Error Rate ) :在一段時(shí)間內(nèi)闲擦,傳輸錯(cuò)誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率。
-
PPP(Point-to-Point Protocol ) :點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議场梆。即用戶計(jì)算機(jī)和 ISP 進(jìn)行通信時(shí)所使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議墅冷。以下是 PPP 幀的示意圖:
MAC 地址(Media Access Control 或者 Medium Access Control) :意譯為媒體訪問(wèn)控制,或稱為物理地址或油、硬件地址寞忿,用來(lái)定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置。在 OSI 模型中顶岸,第三層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé) IP 地址腔彰,第二層數(shù)據(jù)鏈路層則負(fù)責(zé) MAC 地址叫编。因此一個(gè)主機(jī)會(huì)有一個(gè) MAC 地址,而每個(gè)網(wǎng)絡(luò)位置會(huì)有一個(gè)專屬于它的 IP 地址 霹抛。地址是識(shí)別某個(gè)系統(tǒng)的重要標(biāo)識(shí)符搓逾,“名字指出我們所要尋找的資源,地址指出資源所在的地方上炎,路由告訴我們?nèi)绾蔚竭_(dá)該處恃逻。
- 網(wǎng)橋(bridge) :一種用于數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)中繼,連接兩個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備藕施。
- 交換機(jī)(switch ) :廣義的來(lái)說(shuō)寇损,交換機(jī)指的是一種通信系統(tǒng)中完成信息交換的設(shè)備。這里工作在數(shù)據(jù)鏈路層的交換機(jī)指的是交換式集線器裳食,其實(shí)質(zhì)是一個(gè)多接口的網(wǎng)橋
3.2. 重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
- 鏈路是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰節(jié)點(diǎn)的一段物理鏈路矛市,數(shù)據(jù)鏈路則在鏈路的基礎(chǔ)上增加了一些必要的硬件(如網(wǎng)絡(luò)適配器)和軟件(如協(xié)議的實(shí)現(xiàn))
- 數(shù)據(jù)鏈路層使用的主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道和廣播信道兩種。
- 數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)膮f(xié)議數(shù)據(jù)單元是幀诲祸。數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題是:封裝成幀浊吏,透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè)
- 循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC 是一種檢錯(cuò)方法,而幀檢驗(yàn)序列 FCS 是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼
- 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議 PPP 是數(shù)據(jù)鏈路層使用最多的一種協(xié)議救氯,它的特點(diǎn)是:簡(jiǎn)單找田,只檢測(cè)差錯(cuò)而不去糾正差錯(cuò),不使用序號(hào)着憨,也不進(jìn)行流量控制墩衙,可同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議
- PPPoE 是為寬帶上網(wǎng)的主機(jī)使用的鏈路層協(xié)議
- 局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是:具有廣播功能,從一個(gè)站點(diǎn)可方便地訪問(wèn)全網(wǎng)甲抖;便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸演變漆改;提高了系統(tǒng)的可靠性,可用性和生存性准谚。
- 計(jì)算機(jī)與外接局域網(wǎng)通信需要通過(guò)通信適配器(或網(wǎng)絡(luò)適配器)挫剑,它又稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡或網(wǎng)卡。計(jì)算器的硬件地址就在適配器的 ROM 中柱衔。
- 以太網(wǎng)采用的無(wú)連接的工作方式樊破,對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào),也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)秀存。目的站收到有差錯(cuò)幀就把它丟掉捶码,其他什么也不做
- 以太網(wǎng)采用的協(xié)議是具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入 CSMA/CD。協(xié)議的特點(diǎn)是:發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)或链,邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)惫恼,一旦發(fā)現(xiàn)總線上出現(xiàn)了碰撞,就立即停止發(fā)送澳盐。然后按照退避算法等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送祈纯。 因此令宿,每一個(gè)站點(diǎn)在自己發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi),存在這遭遇碰撞的可能性腕窥。以太網(wǎng)上的各站點(diǎn)平等的爭(zhēng)用以太網(wǎng)信道
- 以太網(wǎng)的適配器具有過(guò)濾功能粒没,它只接收單播幀,廣播幀和多播幀簇爆。
- 使用集線器可以在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)(擴(kuò)展后的以太網(wǎng)仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò))
3.3. 補(bǔ)充
- 數(shù)據(jù)鏈路層的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道和廣播信道的特點(diǎn)癞松,以及這兩種信道所使用的協(xié)議(PPP 協(xié)議以及 CSMA/CD 協(xié)議)的特點(diǎn)
- 數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題:封裝成幀,透明傳輸入蛆,差錯(cuò)檢測(cè)
- 以太網(wǎng)的 MAC 層硬件地址
- 適配器响蓉,轉(zhuǎn)發(fā)器,集線器哨毁,網(wǎng)橋枫甲,以太網(wǎng)交換機(jī)的作用以及適用場(chǎng)合
4. 網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)
4.1. 基本術(shù)語(yǔ)
- 虛電路(Virtual Circuit) : 在兩個(gè)終端設(shè)備的邏輯或物理端口之間,通過(guò)建立的雙向的透明傳輸通道扼褪。虛電路表示這只是一條邏輯上的連接想幻,分組都沿著這條邏輯連接按照存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送,而并不是真正建立了一條物理連接话浇。
- IP(Internet Protocol ) : 網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一脏毯,是 TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)際層的核心。配套的有 ARP幔崖,RARP抄沮,ICMP,IGMP岖瑰。
- ARP(Address Resolution Protocol) : 地址解析協(xié)議。地址解析協(xié)議 ARP 把 IP 地址解析為硬件地址砂代。
- ICMP(Internet Control Message Protocol ) :網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 (ICMP 允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)告)蹋订。
- 子網(wǎng)掩碼(subnet mask ) :它是一種用來(lái)指明一個(gè) IP 地址的哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)所在的子網(wǎng)以及哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在刻伊,它必須結(jié)合 IP 地址一起使用露戒。
- **CIDR( Classless Inter-Domain Routing ) **:無(wú)分類域間路由選擇 (特點(diǎn)是消除了傳統(tǒng)的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念捶箱,并使用各種長(zhǎng)度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來(lái)代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào))智什。
- 默認(rèn)路由(default route) :當(dāng)在路由表中查不到能到達(dá)目的地址的路由時(shí),路由器選擇的路由丁屎。默認(rèn)路由還可以減小路由表所占用的空間和搜索路由表所用的時(shí)間荠锭。
- 路由選擇算法(Virtual Circuit) :路由選擇協(xié)議的核心部分。因特網(wǎng)采用自適應(yīng)的晨川,分層次的路由選擇協(xié)議证九。
4.2. 重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
- TCP/IP 協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活的删豺,無(wú)連接的,盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)愧怜。網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾呀页,不保證分組交付的時(shí)限所傳送的分組可能出錯(cuò),丟失拥坛,重復(fù)和失序蓬蝶。進(jìn)程之間通信的可靠性由運(yùn)輸層負(fù)責(zé)
- 在互聯(lián)網(wǎng)的交付有兩種,一是在本網(wǎng)絡(luò)直接交付不用經(jīng)過(guò)路由器猜惋,另一種是和其他網(wǎng)絡(luò)的間接交付丸氛,至少經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器,但最后一次一定是直接交付
- 分類的 IP 地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段(指明網(wǎng)絡(luò))和主機(jī)號(hào)字段(指明主機(jī))組成惨奕。網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段最前面的類別指明 IP 地址的類別雪位。IP 地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。IP 地址管理機(jī)構(gòu)分配 IP 地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)梨撞,主機(jī)號(hào)由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配雹洗。路由器根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組。一個(gè)路由器至少連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)卧波,所以一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的 IP 地址
- IP 數(shù)據(jù)報(bào)分為首部和數(shù)據(jù)兩部分时肿。首部的前一部分是固定長(zhǎng)度,共 20 字節(jié)港粱,是所有 IP 數(shù)據(jù)包必須具有的(源地址螃成,目的地址,總長(zhǎng)度等重要地段都固定在首部)查坪。一些長(zhǎng)度可變的可選字段固定在首部的后面寸宏。IP 首部中的生存時(shí)間給出了 IP 數(shù)據(jù)報(bào)在互聯(lián)網(wǎng)中所能經(jīng)過(guò)的最大路由器數(shù)〕ナ铮可防止 IP 數(shù)據(jù)報(bào)在互聯(lián)網(wǎng)中無(wú)限制的兜圈子氮凝。
- 地址解析協(xié)議 ARP 把 IP 地址解析為硬件地址。ARP 的高速緩存可以大大減少網(wǎng)絡(luò)上的通信量望忆。因?yàn)檫@樣可以使主機(jī)下次再與同樣地址的主機(jī)通信時(shí)罩阵,可以直接從高速緩存中找到所需要的硬件地址而不需要再去廣播方式發(fā)送 ARP 請(qǐng)求分組
- 無(wú)分類域間路由選擇 CIDR 是解決目前 IP 地址緊缺的一個(gè)好辦法。CIDR 記法把 IP 地址后面加上斜線“/”启摄,然后寫上前綴所所占的位數(shù)稿壁。前綴(或網(wǎng)絡(luò)前綴用來(lái)指明網(wǎng)絡(luò)),前綴后面的部分是后綴歉备,用來(lái)指明主機(jī)傅是。CIDR 把前綴都相同的連續(xù)的 IP 地址組成一個(gè)“CIDR 地址塊”,IP 地址分配都以 CIDR 地址塊為單位。
- 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議是 IP 層的協(xié)議落午。ICMP 報(bào)文作為 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)谎懦,加上首部后組成 IP 數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去。使用 ICMP 數(shù)據(jù)報(bào)并不是為了實(shí)現(xiàn)可靠傳輸溃斋。ICMP 允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)告界拦。ICMP 報(bào)文的種類有兩種 ICMP 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和 ICMP 詢問(wèn)報(bào)文。
- 要解決 IP 地址耗盡的問(wèn)題梗劫,最根本的辦法是采用具有更大地址空間的新版本 IP 協(xié)議-IPv6享甸。 IPv6 所帶來(lái)的變化有 ① 更大的地址空間(采用 128 位地址)② 靈活的首部格式 ③ 改進(jìn)的選項(xiàng) ④ 支持即插即用 ⑤ 支持資源的預(yù)分配 ⑥IPv6 的首部改為 8 字節(jié)對(duì)齊。
- 虛擬專用網(wǎng)絡(luò) VPN 利用公用的互聯(lián)網(wǎng)作為本機(jī)構(gòu)專用網(wǎng)之間的通信載體梳侨。VPN 內(nèi)使用互聯(lián)網(wǎng)的專用地址蛉威。一個(gè) VPN 至少要有一個(gè)路由器具有合法的全球 IP 地址走哺,這樣才能和本系統(tǒng)的另一個(gè) VPN 通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。所有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送的數(shù)據(jù)都需要加密丙躏。
- MPLS 的特點(diǎn)是:① 支持面向連接的服務(wù)質(zhì)量 ② 支持流量工程,平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載 ③ 有效的支持虛擬專用網(wǎng) VPN晒旅。MPLS 在入口節(jié)點(diǎn)給每一個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)打上固定長(zhǎng)度的“標(biāo)記”,然后根據(jù)標(biāo)記在第二層(鏈路層)用硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)(在標(biāo)記交換路由器中進(jìn)行標(biāo)記交換)废恋,因而轉(zhuǎn)發(fā)速率大大加快。
5. 傳輸層(Transport Layer)
5.1. 基本術(shù)語(yǔ)
- 進(jìn)程(process) :指計(jì)算機(jī)中正在運(yùn)行的程序?qū)嶓w鱼鼓。
- 應(yīng)用進(jìn)程互相通信 :一臺(tái)主機(jī)的進(jìn)程和另一臺(tái)主機(jī)中的一個(gè)進(jìn)程交換數(shù)據(jù)的過(guò)程(另外注意通信真正的端點(diǎn)不是主機(jī)而是主機(jī)中的進(jìn)程拟烫,也就是說(shuō)端到端的通信是應(yīng)用進(jìn)程之間的通信)迄本。
- 傳輸層的復(fù)用與分用 :復(fù)用指發(fā)送方不同的進(jìn)程都可以通過(guò)統(tǒng)一個(gè)運(yùn)輸層協(xié)議傳送數(shù)據(jù)岸梨。分用指接收方的運(yùn)輸層在剝?nèi)?bào)文的首部后能把這些數(shù)據(jù)正確的交付到目的應(yīng)用進(jìn)程稠氮。
- TCP(Transmission Control Protocol) :傳輸控制協(xié)議。
-
UDP(User Datagram Protocol) :用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議隔披。
- **端口(port) ** :端口的目的是為了確認(rèn)對(duì)方機(jī)器是那個(gè)進(jìn)程在于自己進(jìn)行交互,比如 MSN 和 QQ 的端口不同纠永,如果沒(méi)有端口就可能出現(xiàn) QQ 進(jìn)程和 MSN 交互錯(cuò)誤谒拴。端口又稱協(xié)議端口號(hào)。
- 停止等待協(xié)議(stop-and-wait) :指發(fā)送方每發(fā)送完一個(gè)分組就停止發(fā)送炭序,等待對(duì)方確認(rèn)苍日,在收到確認(rèn)之后在發(fā)送下一個(gè)分組。
- 流量控制 : 就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快辜纲,既要讓接收方來(lái)得及接收拦耐,也不要使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞耕腾。
- 擁塞控制 :防止過(guò)多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中,這樣可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過(guò)載揩魂。擁塞控制所要做的都有一個(gè)前提幽邓,就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。
5.2. 重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
- 運(yùn)輸層提供應(yīng)用進(jìn)程之間的邏輯通信火脉,也就是說(shuō)牵舵,運(yùn)輸層之間的通信并不是真正在兩個(gè)運(yùn)輸層之間直接傳輸數(shù)據(jù)倦挂。運(yùn)輸層向應(yīng)用層屏蔽了下面網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)(如網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)方援,所采用的路由選擇協(xié)議等),它使應(yīng)用進(jìn)程之間看起來(lái)好像兩個(gè)運(yùn)輸層實(shí)體之間有一條端到端的邏輯通信信道送火。
- 網(wǎng)絡(luò)層為主機(jī)提供邏輯通信先匪,而運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信呀非。
- 運(yùn)輸層的兩個(gè)重要協(xié)議是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP 和傳輸控制協(xié)議 TCP镜盯。按照 OSI 的術(shù)語(yǔ)速缆,兩個(gè)對(duì)等運(yùn)輸實(shí)體在通信時(shí)傳送的數(shù)據(jù)單位叫做運(yùn)輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 TPDU(Transport Protocol Data Unit)恩闻。但在 TCP/IP 體系中,則根據(jù)所使用的協(xié)議是 TCP 或 UDP倦踢,分別稱之為 TCP 報(bào)文段或 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)辱挥。
- UDP 在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接边涕,遠(yuǎn)地主機(jī)在收到 UDP 報(bào)文后功蜓,不需要給出任何確認(rèn)。雖然 UDP 不提供可靠交付童社,但在某些情況下 UDP 確是一種最有效的工作方式著隆。 TCP 提供面向連接的服務(wù)美浦。在傳送數(shù)據(jù)之前必須先建立連接,數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后要釋放連接蹬竖。TCP 不提供廣播或多播服務(wù)币厕。由于 TCP 要提供可靠的芽腾,面向連接的傳輸服務(wù)晦嵌,這一難以避免增加了許多開(kāi)銷,如確認(rèn)旱函,流量控制描滔,計(jì)時(shí)器以及連接管理等含长。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多,還要占用許多處理機(jī)資源纷纫。
- 硬件端口是不同硬件設(shè)備進(jìn)行交互的接口辱魁,而軟件端口是應(yīng)用層各種協(xié)議進(jìn)程與運(yùn)輸實(shí)體進(jìn)行層間交互的一種地址诗鸭。UDP 和 TCP 的首部格式中都有源端口和目的端口這兩個(gè)重要字段强岸。當(dāng)運(yùn)輸層收到 IP 層交上來(lái)的運(yùn)輸層報(bào)文時(shí),就能夠 根據(jù)其首部中的目的端口號(hào)把數(shù)據(jù)交付應(yīng)用層的目的應(yīng)用層青灼。(兩個(gè)進(jìn)程之間進(jìn)行通信不光要知道對(duì)方 IP 地址而且要知道對(duì)方的端口號(hào)(為了找到對(duì)方計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程))
- 運(yùn)輸層用一個(gè) 16 位端口號(hào)標(biāo)志一個(gè)端口十绑。端口號(hào)只有本地意義本橙,它只是為了標(biāo)志計(jì)算機(jī)應(yīng)用層中的各個(gè)進(jìn)程在和運(yùn)輸層交互時(shí)的層間接口。在互聯(lián)網(wǎng)的不同計(jì)算機(jī)中贷币,相同的端口號(hào)是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的亏狰。協(xié)議端口號(hào)簡(jiǎn)稱端口暇唾。雖然通信的終點(diǎn)是應(yīng)用進(jìn)程辰斋,但只要把所發(fā)送的報(bào)文交到目的主機(jī)的某個(gè)合適端口宫仗,剩下的工作(最后交付目的進(jìn)程)就由 TCP 和 UDP 來(lái)完成旁仿。
- 運(yùn)輸層的端口號(hào)分為服務(wù)器端使用的端口號(hào)(0
1023 指派給熟知端口枯冈,102449151 是登記端口號(hào))和客戶端暫時(shí)使用的端口號(hào)(49152~65535) - UDP 的主要特點(diǎn)是 ① 無(wú)連接 ② 盡最大努力交付 ③ 面向報(bào)文 ④ 無(wú)擁塞控制 ⑤ 支持一對(duì)一,一對(duì)多滩褥,多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信 ⑥ 首部開(kāi)銷兄狻(只有四個(gè)字段:源端口琢感,目的端口驹针,長(zhǎng)度和檢驗(yàn)和)
- TCP 的主要特點(diǎn)是 ① 面向連接 ② 每一條 TCP 連接只能是一對(duì)一的 ③ 提供可靠交付 ④ 提供全雙工通信 ⑤ 面向字節(jié)流
- TCP 用主機(jī)的 IP 地址加上主機(jī)上的端口號(hào)作為 TCP 連接的端點(diǎn)。這樣的端點(diǎn)就叫做套接字(socket)或插口辛慰。套接字用(IP 地址:端口號(hào))來(lái)表示筑煮。每一條 TCP 連接唯一被通信兩端的兩個(gè)端點(diǎn)所確定臂外。
- 停止等待協(xié)議是為了實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)穆┙。幕驹砭褪敲堪l(fā)完一個(gè)分組就停止發(fā)送,等待對(duì)方確認(rèn)殖属。在收到確認(rèn)后再發(fā)下一個(gè)分組洗显。
- 為了提高傳輸效率,發(fā)送方可以不使用低效率的停止等待協(xié)議橡卤,而是采用流水線傳輸损搬。流水線傳輸就是發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組巧勤,不必每發(fā)完一個(gè)分組就停下來(lái)等待對(duì)方確認(rèn)颅悉。這樣可使信道上一直有數(shù)據(jù)不間斷的在傳送迁匠。這種傳輸方式可以明顯提高信道利用率城丧。
- 停止等待協(xié)議中超時(shí)重傳是指只要超過(guò)一段時(shí)間仍然沒(méi)有收到確認(rèn),就重傳前面發(fā)送過(guò)的分組(認(rèn)為剛才發(fā)送過(guò)的分組丟失了)枝缔。因此每發(fā)送完一個(gè)分組需要設(shè)置一個(gè)超時(shí)計(jì)時(shí)器愿卸,其重轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r(shí)間更長(zhǎng)一些截型。這種自動(dòng)重傳方式常稱為自動(dòng)重傳請(qǐng)求 ARQ宦焦。另外在停止等待協(xié)議中若收到重復(fù)分組,就丟棄該分組笼平,但同時(shí)還要發(fā)送確認(rèn)寓调。連續(xù) ARQ 協(xié)議可提高信道利用率锄码。發(fā)送維持一個(gè)發(fā)送窗口,凡位于發(fā)送窗口內(nèi)的分組可連續(xù)發(fā)送出去余黎,而不需要等待對(duì)方確認(rèn)载萌。接收方一般采用累積確認(rèn)扭仁,對(duì)按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn),表明到這個(gè)分組位置的所有分組都已經(jīng)正確收到了搀突。
- TCP 報(bào)文段的前 20 個(gè)字節(jié)是固定的仰迁,后面有 4n 字節(jié)是根據(jù)需要增加的選項(xiàng)顽分。因此卒蘸,TCP 首部的最小長(zhǎng)度是 20 字節(jié)。
- TCP 使用滑動(dòng)窗口機(jī)制澄步。發(fā)送窗口里面的序號(hào)表示允許發(fā)送的序號(hào)村缸。發(fā)送窗口后沿的后面部分表示已發(fā)送且已收到確認(rèn)武氓,而發(fā)送窗口前沿的前面部分表示不允許發(fā)送县恕。發(fā)送窗口后沿的變化情況有兩種可能忠烛,即不動(dòng)(沒(méi)有收到新的確認(rèn))和前移(收到了新的確認(rèn))。發(fā)送窗口的前沿通常是不斷向前移動(dòng)的冤议。一般來(lái)說(shuō)恕酸,我們總是希望數(shù)據(jù)傳輸更快一些。但如果發(fā)送方把數(shù)據(jù)發(fā)送的過(guò)快袱箱,接收方就可能來(lái)不及接收犯眠,這就會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失症革。所謂流量控制就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快噪矛,要讓接收方來(lái)得及接收铺罢。
- 在某段時(shí)間韭赘,若對(duì)網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過(guò)了該資源所能提供的可用部分,網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞脉漏。這種情況就叫擁塞侧巨。擁塞控制就是為了防止過(guò)多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中司忱,這樣就可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過(guò)載畴蹭。擁塞控制所要做的都有一個(gè)前提叨襟,就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。擁塞控制是一個(gè)全局性的過(guò)程锻离,涉及到所有的主機(jī)汽纠,所有的路由器,以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素莉炉。相反絮宁,流量控制往往是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信量的控制服协,是個(gè)端到端的問(wèn)題偿荷。流量控制所要做到的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率跳纳,以便使接收端來(lái)得及接收。
- 為了進(jìn)行擁塞控制艾蓝,TCP 發(fā)送方要維持一個(gè)擁塞窗口 cwnd 的狀態(tài)變量赢织。擁塞控制窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度馍盟,并且動(dòng)態(tài)變化朽合。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口取為擁塞窗口和接收方的接受窗口中較小的一個(gè)曹步。
- TCP 的擁塞控制采用了四種算法,即慢開(kāi)始尿孔,擁塞避免活合,快重傳和快恢復(fù)。在網(wǎng)絡(luò)層也可以使路由器采用適當(dāng)?shù)姆纸M丟棄策略(如主動(dòng)隊(duì)列管理 AQM)留晚,以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生错维。
- 運(yùn)輸連接的三個(gè)階段赋焕,即:連接建立仰楚,數(shù)據(jù)傳送和連接釋放僧界。
- 主動(dòng)發(fā)起 TCP 連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做客戶捎泻,而被動(dòng)等待連接建立的應(yīng)用進(jìn)程叫做服務(wù)器埋哟。TCP 連接采用三報(bào)文握手機(jī)制赤赊。服務(wù)器要確認(rèn)用戶的連接請(qǐng)求抛计,然后客戶要對(duì)服務(wù)器的確認(rèn)進(jìn)行確認(rèn)。
- TCP 的連接釋放采用四報(bào)文握手機(jī)制瘦陈。任何一方都可以在數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后發(fā)出連接釋放的通知晨逝,待對(duì)方確認(rèn)后進(jìn)入半關(guān)閉狀態(tài)捉貌。當(dāng)另一方也沒(méi)有數(shù)據(jù)再發(fā)送時(shí),則發(fā)送連接釋放通知牧挣,對(duì)方確認(rèn)后就完全關(guān)閉了 TCP 連接
5.3. 補(bǔ)充(重要)
以下知識(shí)點(diǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注:
- 端口和套接字的意義
- UDP 和 TCP 的區(qū)別以及兩者的應(yīng)用場(chǎng)景
- 在不可靠的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)墓ぷ髟砥俟梗V沟却齾f(xié)議和 ARQ 協(xié)議
- TCP 的滑動(dòng)窗口检碗,流量控制码邻,擁塞控制和連接管理
- TCP 的三次握手像屋,四次揮手機(jī)制
6. 應(yīng)用層(Application Layer)
6.1. 基本術(shù)語(yǔ)
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域名系統(tǒng)(DNS) :域名系統(tǒng)(DNS己莺,Domain Name System)將人類可讀的域名 (例如凌受,www.baidu.com) 轉(zhuǎn)換為機(jī)器可讀的 IP 地址 (例如,220.181.38.148)挠进。我們可以將其理解為專為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的電話薄领突。
https://www.seobility.net/en/wiki/HTTP_headers
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文件傳輸協(xié)議(FTP) :FTP 是 File TransferProtocol(文件傳輸協(xié)議)的英文簡(jiǎn)稱君旦,而中文簡(jiǎn)稱為“文傳協(xié)議”金砍。用于 Internet 上的控制文件的雙向傳輸麦锯。同時(shí),它也是一個(gè)應(yīng)用程序(Application)离咐∑准螅基于不同的操作系統(tǒng)有不同的 FTP 應(yīng)用程序奉件,而所有這些應(yīng)用程序都遵守同一種協(xié)議以傳輸文件。在 FTP 的使用當(dāng)中昆著,用戶經(jīng)常遇到兩個(gè)概念:"下載"(Download)和"上傳"(Upload)县貌。 "下載"文件就是從遠(yuǎn)程主機(jī)拷貝文件至自己的計(jì)算機(jī)上凑懂;"上傳"文件就是將文件從自己的計(jì)算機(jī)中拷貝至遠(yuǎn)程主機(jī)上煤痕。用 Internet 語(yǔ)言來(lái)說(shuō),用戶可通過(guò)客戶機(jī)程序向(從)遠(yuǎn)程主機(jī)上傳(下載)文件接谨。
- 簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議(TFTP) :TFTP(Trivial File Transfer Protocol,簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議)是 TCP/IP 協(xié)議族中的一個(gè)用來(lái)在客戶機(jī)與服務(wù)器之間進(jìn)行簡(jiǎn)單文件傳輸?shù)膮f(xié)議摆碉,提供不復(fù)雜、開(kāi)銷不大的文件傳輸服務(wù)脓豪。端口號(hào)為 69巷帝。
- 遠(yuǎn)程終端協(xié)議(TELENET) :Telnet 協(xié)議是 TCP/IP 協(xié)議族中的一員,是 Internet 遠(yuǎn)程登陸服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和主要方式扫夜。它為用戶提供了在本地計(jì)算機(jī)上完成遠(yuǎn)程主機(jī)工作的能力楞泼。在終端使用者的電腦上使用 telnet 程序,用它連接到服務(wù)器笤闯。終端使用者可以在 telnet 程序中輸入命令堕阔,這些命令會(huì)在服務(wù)器上運(yùn)行,就像直接在服務(wù)器的控制臺(tái)上輸入一樣颗味〕剑可以在本地就能控制服務(wù)器。要開(kāi)始一個(gè) telnet 會(huì)話浦马,必須輸入用戶名和密碼來(lái)登錄服務(wù)器时呀。Telnet 是常用的遠(yuǎn)程控制 Web 服務(wù)器的方法。
- 萬(wàn)維網(wǎng)(WWW) :WWW 是環(huán)球信息網(wǎng)的縮寫捐韩,(亦作“Web”退唠、“WWW”鹃锈、“'W3'”荤胁,英文全稱為“World Wide Web”),中文名字為“萬(wàn)維網(wǎng)”屎债,"環(huán)球網(wǎng)"等仅政,常簡(jiǎn)稱為 Web。分為 Web 客戶端和 Web 服務(wù)器程序盆驹。WWW 可以讓 Web 客戶端(常用瀏覽器)訪問(wèn)瀏覽 Web 服務(wù)器上的頁(yè)面圆丹。是一個(gè)由許多互相鏈接的超文本組成的系統(tǒng),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)躯喇。在這個(gè)系統(tǒng)中辫封,每個(gè)有用的事物硝枉,稱為一樣“資源”;并且由一個(gè)全局“統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符”(URI)標(biāo)識(shí)倦微;這些資源通過(guò)超文本傳輸協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol)傳送給用戶妻味,而后者通過(guò)點(diǎn)擊鏈接來(lái)獲得資源。萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟(英語(yǔ):World Wide Web Consortium欣福,簡(jiǎn)稱 W3C)责球,又稱 W3C 理事會(huì)。1994 年 10 月在麻省理工學(xué)院(MIT)計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室成立拓劝。萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟的創(chuàng)建者是萬(wàn)維網(wǎng)的發(fā)明者蒂姆·伯納斯-李雏逾。萬(wàn)維網(wǎng)并不等同互聯(lián)網(wǎng),萬(wàn)維網(wǎng)只是互聯(lián)網(wǎng)所能提供的服務(wù)其中之一郑临,是靠著互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的一項(xiàng)服務(wù)栖博。
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萬(wàn)維網(wǎng)的大致工作工程:
- 統(tǒng)一資源定位符(URL) :統(tǒng)一資源定位符是對(duì)可以從互聯(lián)網(wǎng)上得到的資源的位置和訪問(wèn)方法的一種簡(jiǎn)潔的表示,是互聯(lián)網(wǎng)上標(biāo)準(zhǔn)資源的地址牧抵〉殉祝互聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)文件都有一個(gè)唯一的 URL,它包含的信息指出文件的位置以及瀏覽器應(yīng)該怎么處理它犀变。
- 超文本傳輸協(xié)議(HTTP) :超文本傳輸協(xié)議(HTTP妹孙,HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所有的 WWW 文件都必須遵守這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)获枝。設(shè)計(jì) HTTP 最初的目的是為了提供一種發(fā)布和接收 HTML 頁(yè)面的方法蠢正。1960 年美國(guó)人 Ted Nelson 構(gòu)思了一種通過(guò)計(jì)算機(jī)處理文本信息的方法,并稱之為超文本(hypertext),這成為了 HTTP 超文本傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的發(fā)展根基省店。
HTTP 協(xié)議的本質(zhì)就是一種瀏覽器與服務(wù)器之間約定好的通信格式嚣崭。HTTP 的原理如下圖所示:
- 代理服務(wù)器(Proxy Server) : 代理服務(wù)器(Proxy Server)是一種網(wǎng)絡(luò)實(shí)體,它又稱為萬(wàn)維網(wǎng)高速緩存懦傍。 代理服務(wù)器把最近的一些請(qǐng)求和響應(yīng)暫存在本地磁盤中雹舀。當(dāng)新請(qǐng)求到達(dá)時(shí),若代理服務(wù)器發(fā)現(xiàn)這個(gè)請(qǐng)求與暫時(shí)存放的的請(qǐng)求相同粗俱,就返回暫存的響應(yīng)说榆,而不需要按 URL 的地址再次去互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)該資源。代理服務(wù)器可在客戶端或服務(wù)器工作寸认,也可以在中間系統(tǒng)工作签财。
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簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議(SMTP) : SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)即簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議,它是一組用于由源地址到目的地址傳送郵件的規(guī)則,由它來(lái)控制信件的中轉(zhuǎn)方式偏塞。 SMTP 協(xié)議屬于 TCP/IP 協(xié)議簇唱蒸,它幫助每臺(tái)計(jì)算機(jī)在發(fā)送或中轉(zhuǎn)信件時(shí)找到下一個(gè)目的地。 通過(guò) SMTP 協(xié)議所指定的服務(wù)器,就可以把 E-mail 寄到收信人的服務(wù)器上了灸叼,整個(gè)過(guò)程只要幾分鐘神汹。SMTP 服務(wù)器則是遵循 SMTP 協(xié)議的發(fā)送郵件服務(wù)器庆捺,用來(lái)發(fā)送或中轉(zhuǎn)發(fā)出的電子郵件。
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搜索引擎 :搜索引擎(Search Engine)是指根據(jù)一定的策略屁魏、運(yùn)用特定的計(jì)算機(jī)程序從互聯(lián)網(wǎng)上搜集信息疼燥,在對(duì)信息進(jìn)行組織和處理后,為用戶提供檢索服務(wù)蚁堤,將用戶檢索相關(guān)的信息展示給用戶的系統(tǒng)醉者。搜索引擎包括全文索引、目錄索引披诗、元搜索引擎撬即、垂直搜索引擎、集合式搜索引擎呈队、門戶搜索引擎與免費(fèi)鏈接列表等剥槐。
垂直搜索引擎 :垂直搜索引擎是針對(duì)某一個(gè)行業(yè)的專業(yè)搜索引擎,是搜索引擎的細(xì)分和延伸宪摧,是對(duì)網(wǎng)頁(yè)庫(kù)中的某類專門的信息進(jìn)行一次整合粒竖,定向分字段抽取出需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再以某種形式返回給用戶。垂直搜索是相對(duì)通用搜索引擎的信息量大几于、查詢不準(zhǔn)確蕊苗、深度不夠等提出來(lái)的新的搜索引擎服務(wù)模式,通過(guò)針對(duì)某一特定領(lǐng)域沿彭、某一特定人群或某一特定需求提供的有一定價(jià)值的信息和相關(guān)服務(wù)朽砰。其特點(diǎn)就是“專、精喉刘、深”瞧柔,且具有行業(yè)色彩,相比較通用搜索引擎的海量信息無(wú)序化睦裳,垂直搜索引擎則顯得更加專注造锅、具體和深入。
全文索引 :全文索引技術(shù)是目前搜索引擎的關(guān)鍵技術(shù)廉邑。試想在 1M 大小的文件中搜索一個(gè)詞哥蔚,可能需要幾秒,在 100M 的文件中可能需要幾十秒鬓催,如果在更大的文件中搜索那么就需要更大的系統(tǒng)開(kāi)銷肺素,這樣的開(kāi)銷是不現(xiàn)實(shí)的恨锚。所以在這樣的矛盾下出現(xiàn)了全文索引技術(shù)宇驾,有時(shí)候有人叫倒排文檔技術(shù)。
目錄索引 :目錄索引( search index/directory)猴伶,顧名思義就是將網(wǎng)站分門別類地存放在相應(yīng)的目錄中课舍,因此用戶在查詢信息時(shí)塌西,可選擇關(guān)鍵詞搜索,也可按分類目錄逐層查找筝尾。
6.2. 重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
- 文件傳輸協(xié)議(FTP)使用 TCP 可靠的運(yùn)輸服務(wù)捡需。FTP 使用客戶服務(wù)器方式。一個(gè) FTP 服務(wù)器進(jìn)程可以同時(shí)為多個(gè)用戶提供服務(wù)筹淫。在進(jìn)進(jìn)行文件傳輸時(shí)站辉,F(xiàn)TP 的客戶和服務(wù)器之間要先建立兩個(gè)并行的 TCP 連接:控制連接和數(shù)據(jù)連接。實(shí)際用于傳輸文件的是數(shù)據(jù)連接损姜。
- 萬(wàn)維網(wǎng)客戶程序與服務(wù)器之間進(jìn)行交互使用的協(xié)議是超文本傳輸協(xié)議 HTTP饰剥。HTTP 使用 TCP 連接進(jìn)行可靠傳輸。但 HTTP 本身是無(wú)連接摧阅、無(wú)狀態(tài)的汰蓉。HTTP/1.1 協(xié)議使用了持續(xù)連接(分為非流水線方式和流水線方式)
- 電子郵件把郵件發(fā)送到收件人使用的郵件服務(wù)器,并放在其中的收件人郵箱中棒卷,收件人可隨時(shí)上網(wǎng)到自己使用的郵件服務(wù)器讀取顾孽,相當(dāng)于電子郵箱。
- 一個(gè)電子郵件系統(tǒng)有三個(gè)重要組成構(gòu)件:用戶代理比规、郵件服務(wù)器若厚、郵件協(xié)議(包括郵件發(fā)送協(xié)議,如 SMTP蜒什,和郵件讀取協(xié)議盹沈,如 POP3 和 IMAP)。用戶代理和郵件服務(wù)器都要運(yùn)行這些協(xié)議吃谣。
6.3. 補(bǔ)充(重要)
以下知識(shí)點(diǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注:
- 應(yīng)用層的常見(jiàn)協(xié)議(重點(diǎn)關(guān)注 HTTP 協(xié)議)
- 域名系統(tǒng)-從域名解析出 IP 地址
- 訪問(wèn)一個(gè)網(wǎng)站大致的過(guò)程
- 系統(tǒng)調(diào)用和應(yīng)用編程接口概念
作者:Snailclimb
鏈接:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
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