电子科大杨宁TCPIP协议原理(总结)
生活随笔
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电子科大杨宁TCPIP协议原理(总结)
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本博文總結于電子科大楊寧TCPIP協議原理。視頻地址:http://v.ku6.com/playlist/index_1735229.html?。反正我沒看完,以下是我的總結。
第一章 1.1協議和標準 協議:一組控制數據通信的規劃。 三要素:語法syntax、語義semantics、同步Timing (what、how、when) 標準(standard):一致同意的規劃。 種類:事實上的標準 de-facto—實際或習慣; 合法標準 de-jury—法律或規章。 1.2標準化組織 ISO(International Standards Organization) 國際標準化組織 Internet標準:RFC(Request For Comments)
第二章 OSI模型和TCP/IP協議族 2.1ISO標準 Open System Interconnection 開放系統互連 Reference Model 參考模型 目的:使兩個不同的系統能夠互相通信,而不需要改變底層的硬件或軟件邏輯。 (1)物理層 (2)數據鏈路層 (3)網絡層 (4)傳輸層 (5)會話層 (6)表示層 (7)應用層 ISO是一個組織,OSI是一個模型,不是協議,是網絡體系結構的概念模型。 peer-to-peer Protocol對等層協議 TCP/IP協議族 (1)數據鏈路層 (2)網絡層 (3)傳輸層 (4)應用層 Interner結構 多個路由器(Router)互連物理網絡; 計算機(Host)與其中的物理網絡相連。 TCP協議的應用層協議 FTP(文件傳輸)HTTP(超文本傳輸) SMTP(電子郵件傳輸) DNS() UDP協議的應用層協議 TFTP(簡單文件傳輸) SNMP(簡單網絡管理協議) DNS() 編址 物理地址(鏈路地址):標識通信節點,節點所屬LAN或WAN指定,LAN或WAN唯一; IP地址(網絡地址):標識通信節點的網絡連接,Internet指定,Internet內唯一; 端口地址:標識通信的進程,操作系統指定,一臺計算機內唯一
第三章 底層網絡技術 Internet不是一種新的網絡,它建立在底層網絡上的網際網; 物理網為上層提供通信支持,成為互聯網的“信道”或接口; 1、傳輸介質 有線介質—導線管(導向媒體)同軸電纜、光纖 無線介質—電磁波(非導向媒體)8個頻段 2、局域網(LAN)Local Area Network 允許一些獨立設備在受限地理范圍內彼此能夠直接通信; 共享介質—廣播式 3、交換 交換系統:有多個輸入和輸出的“黑盒子”。 電路交換(流方式傳輸) 建立連接、數據傳輸、拆除連接 分組交換(分組傳輸):數據報(Datagram)、虛電路 報文交換: 4、廣域網(WAN)Wide Area Network 在一個很大的地理范圍內提供數據、話音、視頻信息的長距離傳輸。 交換網絡—點到點式。 電路交換 、分組交換 5、連接設備 轉發器(Repeater)/ 集線器(Hub) 物理層 網橋(Bridge)/ 交換機(Switch) ? ? 鏈路層 路由器(Router)網絡層 網關(Gateway) 應用層
第四章 IP編址 1、IP地址—通用標識 唯一標識互聯網上的主機或路由器 2、IP地址結構 32bit二進制地址,?模擬物理網的編址機制。 IP地址表示—點分十進制 3、IP地址分類 A類:1 7 24 ?Net^7 Host^24 ?0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 高位 0 B類:1 1 14 16?Net^14 Host^16 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255?高位 10 C類:1 1 1 21 8?Net^21 Host^8 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255?高位110 D類:無NetId、無HostId E類:無NetId、無HostId 4、判斷142.34.2.17是哪類IP NetId = 142.34 - 128 = 14.34 ? HostId = 2.17 5、多接口設備 多接口(multi homed)計算機,可以連接到多個網絡,每個網絡連接分配一個IP地址,可屬于不同的類。 路由器:必須連接多個網絡,每個網絡連接分配一個IP地址,可屬于不同的類。(ABC類) 6、本網絡上的本主機:0.0.0.0
第五章 構成子網和超網 1、構成子網(subnetting) 將一個IP類網劃分幾個較小的子網(subnet),多個物理共享同一個IP類網前綴。 方法:三級層次結構 NetId subnetId HostId 2、掩碼(Mask) 子網掩碼:Net id + Subnet id 默認掩碼:Net id
第六章 IP分組的交付和路由選擇 1、交付(Delivery):對分組的物理轉發 2、路由選擇(Routing):為分組尋找路由 3、IP分組傳輸環境? 多個網絡 、多個路由器、多條可能的路徑 4、IP通信—無連接通信 多種網絡都能滿足的通信方式、允許多種選路策略 5、直接交付:分組目的與分組的發送接口在同一IP網絡中 間接交付:分組目的與分組的發送接口在不同IP網絡中 6、交付過程 交付方式判斷:目的IP&發送口掩碼 ?=?發送口IP &發送口掩碼 ? 相等:直接交付 不相等:間接交付。 7、路由選擇 靜態路由選擇、動態路由選擇
第八章 ARP和RARP 1、地址解析(Address Resolution) 邏輯地址—>物理地址 2、ARP(Address Resolution Protocol) 地址解析協議:IP地址—>MAC地址 3、RARP(Reverse Address Resolution Protocol)RFC 903 MAC地址—>IP地址 用途:無盤機器的引導,動態IP地址配置
第九章 ICMP(Internet Control Message Protocol) 1、IP的輔助協議,為IP提供差錯報告機制。為其它層(TCP/UDP 應用)提供輔助功能 。 2、ICMP與IP之上實現,邏輯上與IP同在網絡層。與IP傳遞過程一致,無連接通信。直接送達目的站點,沿途的轉發路由器不能獲知ICMP報文內容。
第十一章 UDP 用戶數據報協議 1、檢驗和 UDP的檢驗和計算方法與IP檢驗和一樣。 檢驗內容包括三個部分:偽首部+UDP首部+數據。 偽首部(pseudo header):根據IP首部的部分信息形成,不與UDP報文一起發送到網絡上。進一步確保UDP報文送到正確主機的正確端口上。 檢驗和—>可選。減少高可能性的網絡上的傳輸開銷。 2、對IP協議的增強。 主機多目標通信的區分,允許多個通信并發進行而不會發生混淆。
第十二章 TCP 傳輸控制協議 1、面向數據流的傳輸 無結構字節流:沒有邊界,內容任意 2、有緩沖的傳送,提高效率 3、可靠性保證 (1)采用面向連接的通信方式; (2)滑動窗口協議,以提高通信性能; (3)攜帶確認方式; (4)只有一種報文格式, 4、端口、端點概念與方式和UDP完全一樣,連接上的通信雙方抽象的虛電路連接。 5、控制字段 URG:緊急指針 RST: ACK: SYN: PSH: FIN: 6、最大報文段長度(MSS)2byte MSS影響網絡傳輸性能 太小:降低網絡利用率(報文開銷) 太大:降低網絡性能(分片降低成功傳輸概率) 最佳MSS 理論:盡可能長而不分片 實際:不存在 通常:發送端按發送接口的MTU來確定 通信雙方用MSS選項進行MSS值來協商 接收方不能處理較長的報文時(如資源有限等) 7、窗口比例因子 1byte 針對高吞吐量和高時廷傳輸介質上的數據傳輸,增大窗口大小 8、時間戳:用來測量往返時間,動態定義超時時間。 9、差錯控制 檢測:校驗和、確認、超時 糾正:重傳 10、確認機制—帶重傳的肯定確認 接收方收到正確的數據后,向源站回送ACK報文。 發送方重傳錯誤數據(受損報文,丟失報文) 累計確認 ACK number是接收方希望接收到的下一個字節 對ACK number以前的所有字節的確認 11、超時重傳機制 發送方發送數據時啟動一個定時器 定期期間,發送方收到確認后,再發送后續數據 定期期滿,發送方重傳未確認數據 未確認數據 受損或丟失的數據 確認丟失的數據 12、TCP的流控 收發速率匹配,防止接收方被數據流淹沒 方法:收發速率匹配—滑動窗口協議 TCP的擁塞控制 表現為時廷增加 超時重傳機制會進一步加重網絡擁塞 方法:減少報文段的發送量—基于滑窗協議 13、滑窗協議(Sliding Window) 窗口 發送方在收到確認前,其發送緩沖區可以發送的數據流長度 單位:字節或報文 滑動 隨著確認的不斷到達,窗口也不斷的向后移動 14、TCP發送窗口 發送窗口 發送緩沖區當中可以發送的數據流長度 應用數據可一次1或多字節送至TCP緩沖區 發送窗口隨確認過程滑動 已發未確認—等待確認和重發 可以發送—當前仍未發送,其數據將切割成適當的報文段發送后 15、接受區緩沖區 對接收的報文段進行字節流排序 上層可以一次1或多字節提取字節流 下層(IP層)一個,一個報文段提交給TCP 16、TCP建立連接 主動建立連接(Active open)發起連接(client) 被動建立連接(Passive open)接受連接(server) 被動連接方一般先于主動連接方啟動,但不發起連接建立過程,而是在某個端口上等待主動方的連接請求。 TCP的任意一方都可以主動打開連接 (1)初始序號 TCP使用隨機的初始序號值 雙方都必須知道對方的初始序號才能正常通信 雙方都需確認對方得到了自己的初始序號 確保把初始序號送到對方—TCP三次握手(three-way handshake)方式建立連接 ? ?? 考慮報文丟失、亂序、重復、廷遲的因素 17、TCP連接拆除(四次握手) 通信是雙向的,但連接的拆除是單向的。 網絡上兩個方向所走的路不同 報文段從網絡上陸續到達主機 連接拆除的發起方只能關閉自己的發送方向 不能發送數據,可接收數據,可確認發送 接收方向由對方拆除 18、TCP連接復位 連接復位(reset) 異常中斷連接 快速關閉連接,無確認。 發出RST=1的報文,立即中止連接(雙向) 收到RST=1的報文,立即中止連接(雙向)
總結
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