计算机网络(自顶向下方法) 因特网五层网络协议

• 因特网五层协议栈
  • 应用层
    • 网络应用
      • HTTP协议
        • 客户机/服务器结构
          • web浏览器
          • web服务器
            
        • 连接
          • + 持久连接(默认)
          • + 非持久链接
          • TCP
            
        • 报文格式
          • + 请求报文
          • + 响应报文
            
        • cookie
          • + 技术组成
          • + 过程
            
        • web缓存(代理服务器)
          • 浏览器建立到web缓存的TCP连接
          • web缓存器检查本地是否存储该对象拷贝，有则响应，无则与该对象的初始服务器发送请求
          • web缓冲器接受对象后，在本地存储拷贝，再向客户机浏览器发送
            
        • 条件GET方法
          • 请求报文使用GET方法
          • 请求报文中包含If-modified-since:首部行
          • 由代理缓存器发送
          • 如果对象服务器的内容没有改变，与请求报文首部行的修改时间一样，则响应报文包含304状态码，没有实体主体，避免浪费带宽
            
          
          
      • FTP
        • 连接
          • 控制连接
          • 数据连接
          • TCP
            
        • 特点
          • 保留用户状态
          • 追踪用户在目录树的位置
            
        • 命令和回答
          • USER username
          • PASS password
          • LIST 返回当前目录的文件列表
          • RETR filename 从当前目录检索(即GET)文件，该命令触发远程主机发起数据连接，发送请求文件
          • STOP filename 存放(即put)文件
            
          
          
      • email
        • 用户代理
          • GUI
          • 基于文本
          • web
            
        • 邮件服务器
        • SMTP
          • TCP
          • 7位ASCII码限制，发送多媒体需要将其编码位ASCII，传输后再解码
          • + 邮件报文格式
            
        • 邮件访问协议
          • + POP3
          • + IMAP
          • HTTP
            
          
          
      • DNS
        • 连接
          • UDP 53端口
            
        • 特点
          • 分层的DNS服务器实现的分布式数据库
          • 允许主机查询分布式数据库的应用层协议
          • 为其他应用服务，提供进程通信寻址
            
        • 服务
          • 主机名到IP地址转换
          • 主机别名
          • 邮件服务器别名
          • 负载分配
            
        • 工作机理
          • + 分布式、层次数据库
          • DNS缓存
          • + DNS记录和报文
          • + DNS报文
          • + DNS全球数据库注册
            
          
          
      • P2P应用
        • P2P文件分发
          • 加入洪流
          • 每个洪流具有一个基础设施结点，称为追踪器，加入洪流时，向追踪器注册
          • 新的对等方加入洪流时，追踪器随机选择对等方与新的进行连接
          • 随着时间，一些对等方离开，又有其他的试图连接新的
          • 请求块使用最稀罕优先，根据没有的块从邻居中确定最稀罕块并优先请求
            
        • P2P区域中搜索
          • 集中式索引
          • + 查询洪泛
          • + 层次覆盖
            
          
          
      • 套接字
        • 建立一个应用层协议
        • 确定运输层协议，TCP OR UDP
        • 客户机发出请求，服务器响应
        • 客户机发送信息，服务器响应
        • 结束
          
        
        
    • 应用协议
      • 交换的报文类型
      • 各种报文类型的语法
      • 字段的语义
      • 进程发送和响应报文规则
        
    • 体系结构
      • 客户机/服务器体系结构
      • P2P体系结构
        
    • 信息分组：报文
      
  • 运输层
    • TCP
      • 安全TCP(SSL)
      • 特点
        • 全双工服务
        • 发送缓存
        • 连接管理
          • + 三次握手
          • + 关闭连接
            
        • 可靠数据传输
          • + 估计往返延时
          • 加倍超时 间隔
          • + 快速重传
          • GBN+SR
            
        • 拥塞控制
          • + 加性增 乘性减 CA
          • + 慢启动SS
            
        • 流量控制
          • + ~ 发送方维护接收窗口 CongWin
          • 避免接收方TCP缓存溢出
            
          
          
      • 组成
        • 主机缓存，变量
        • 进程套接字
        • 另一台主机的缓存，变量
        • 另一个进程套接字
        • 主机之间网络要素没有提供
          
      • 报文段 32比特
        • 源端口号
        • 目的端口号
        • 字节序号
        • 确认号
        • 标志字段
        • 选项字段
          
      • 最大报文段长 MSS
      • 最大传输单元 MTU
        
    • UDP
      • 特点
        • 无连接
        • 不可靠数据运输
        • 没有拥塞控制
        • 分组首部开销小
          
      • 报文段结构 32比特
        • 源端口号
        • 目的端口号
        • 长度
        • 校验和
        • 应用数据
          
        
        
    • 运输服务原理
      • 可靠数据运输
        • 自动重传请求 ARQ
          • 比特差错信道
          • 接收方确认 ACK NCK
          • 重传
            
        • 检验和
        • 倒计时定时器
        • 流水线技术
          • 使用序号
          • + 差错协议
            
          
          
      • ~ 拥塞控制
        • 端到端拥塞控制
        • 网络辅助拥塞控制
          • + ATM ABR
            
          
          
      • 定时
      • 安全性
      • 多路复用和多路分解
        
    • 公平性和UDP
    • 其他运输层协议
      • SCTP
      • TFRC
      • DCCP
        
    • 运输层首部信息（差错检测比特信息等）+应用层报文：报文段
      
  • 网络层
    • 网络服务模型
      • 特定部分服务
        • 确保支付
        • 具有时延上界的确保支付
        • 有序分组支付
        • 确保最小带宽
        • 确保最大时延抖动
        • 安全性服务
          
      • 恒定比特率（CBR） ATM网络服务
        • 保证恒定速率
        • 无丢失保证
        • 有序发送
        • 有定时保证
        • 不出现拥塞
          
      • 可用比特率（ABR） ATM网络服务
        • 保证最小速率
        • 无丢失保证
        • 有序
        • 不保证时间
        • 提供拥塞指示
          
      • 尽力而为  因特网服务模型
        • 无带宽保证
        • 无丢失保证
        • 任何可能顺序
        • 不保证时间
        • 无拥塞指示
          
        
        
    • 网络连接方式
      • 虚电路网络
        • 组成
          • 源和目的主机之间的路径
          • VC号 沿着路径的每段链路一个号码
          • 沿着路径的每台路由器的转发表表项
            
        • 过程
          • 虚电路建立
          • 数据传送
          • 虚电路拆除
            
        • 路径路由器维护虚电路连接的状态信息
          
      • 数据报网络
        • 路由器维护一个转发表，该转发表使用一定的前缀匹配
        • 最长前缀匹配规则
          
        
        
    • 路由器
      • 转发
        • 输入端口
          • 线路端接收
          • 数据链路协议处理
          • 查找、转发、排队到交换结构
            
        • 交换结构
          • + 交换技术
            
        • 输出端口
          • 排队（缓存管理）
          • 数据链路协议处理
          • 线路端发送
            
        • 选路处理器
        • 丢包
          • + 原因
          • + 策略
            
          
          
      • 选路
        • 全局选路
          • Dijkstra算法
            
        • 分布式选路
          • 距离向量算法
            
        • 层次选路
          • + 原因
          • 讲路由器组织进自治系统
          • 自治系统内部选路协议
          • 彼此自治系统间互联，网关路由器
            
        • 广播和多播选路
          • + 广播选路
          • + 多播
            
          
          
        
        
    • 因特网网络协议
      • IP协议
        • IPV4数据报格式
          • 版本号
          • 首部长度
          • 服务类型
          • 数据报长度
          • 标识、标志、片偏移
          • 寿命
          • 协议
          • 首部检验和
          • 源和目的IP地址
          • 选项
          • 数据
            
        • 最大传输单元 MTU 不能超过，大数据报要分片
        • IP地址
          • 网管从ISP获得IP地址
          • + 获取主机地址
          • + 网络地址转换 NAT
            
          
          
      • 选路组件
        • 自治系统内选路
          • 选路信息协议 RIP
          • 开放最短路径优先 OSPF
            
        • 自治系统间选路 BGP
          • 从相邻自治系统获得子网可达性信息
          • 向该自治系统内部的所有路由器传播这些可达信息
          • 基于可达性信息和自治系统策略，决定路由
            
          
          
      • 互联网控制报文协议 ICMP
        • ICMP报文承载在IP分组中
        • 用于主机和路由器彼此交互网络层信息
          
      • IPV6
      • IPsec
        • 密码技术协约
        • IP数据报有效载荷的加密
        • 数据完整性
        • 初始鉴别
          
        
        
    • 首部信息（源和目的端系统地址等）+运输层报文段：数据报
      
  • 链路层
    • 链路层信道
      • 广播信道
      • 点对点通信信道
        
    • 链路层交换机
      • 过滤
      • 转发
      • 自学习
      • 即插即用
      • 性质
        • 消除碰撞
        • 异质的链路
        • 管理
          
      • 与路由器比较
        • 路由器
          • 没有生成树限制，优化选路
          • 提供广播风暴的防火墙保护
          • 需要认为配置IP地址
            
        • 集线器
          • 无流量隔离
          • 即插即用
          • 无优化选路
          • 直通交换
            
        • 交换机
          • 即插即用
          • 分组过滤
          • 较高转发速率
          • 活跃拓扑被限制为一颗生成树，不能优化选路
          • 容易产生广播风暴
            
          
          
        
        
    • 服务
      • 成帧
      • 链路接入
      • 可靠交付
      • 流量控制
      • 差错检测
        • 奇偶校验
        • 互联网检验和
        • 循环冗余检测编码
          
      • 差错纠正
      • 半双工和全双工
        
    • 实现
      • 主体
        • 网络适配器
          
      • 链路层服务通过硬件实现
      • 多路访问协议
        • 信道划分协议
          • 时分多路复用 TDM
          • 频分多路复用 FDM
          • 码分多址 CDMA
            
        • 随机接入协议
          • 时隙ALOHA协议
          • 纯ALOHA
          • + 载波侦听多路访问 CSMA
            
        • 轮流协议
          • 轮询协议
          • 令牌传递协议
            
          
          
      • 链路层编址
        • MAC地址
        • 地址解析协议 ARP
          • 每个节点（主机或路由器）的ARP模块都在RAM上有ARP表，ARP表上包含IP到MAC的映射
          • 发送数据报时，在给定目标节点IP情况下，需要获得MAC地址
          • 如果ARP表中没有，发送节点构造ARP分组，用MAC广播地址发送
          • 如果在子网之外，首先寻址到路由器上，再由路由器完成下面操作
            
          
          
        
        
    • 局域网
      • 以太网LAN
        • 以太网帧结构
          • 前同步码
          • 目的地址
          • 源地址
          • 类型
          • 数据
          • CRC 循环冗余检测
            
        • CSMA/CD 以太网的多路访问
          • 机制
            • 适配器可以在任何时刻传输
            • 当一个适配器侦听到其他适配器传输时，绝不会传输，使用了载波侦听
            • 一旦传输中的适配器检测到另一个适配器正在传输，就中止，使用了碰撞检测
            • 在尝试重传钱前，适配器等待一个随机时间
              
          • 工作方式
            • 适配器从网络层得到一个数据报，准备一个网络帧，放在缓冲区
            • 适配器侦听到信道空闲，开始传输
            • 在传输时，适配器监视其他适配器的信号能量，如果传输整个帧后，没有其他能量，则完成传输
            • 如果监测到，就停止，传输一个48比特的阻塞信号
            • 在中止后，适配器进入指数后退阶段
              
          • 效率
            
          
          
      • 令牌传递LAN
        • LAN的N个节点连接成环
        • 节点获得令牌发送帧，帧绕环传播
          
        
        
    • PPP 点对点协议
      • 分组成帧
      • 多种网络层协议
      • 多种链路
      • 差错检测
      • 连接的活性
      • 网络层地址协商
      • 简单性
        
    • 链路虚拟化
      • 异步传输方式 ATM
        • 特性
          • 恒定比特率
          • 可变比特率
          • 分组交换 虚电路VC
            
        • 层次
          • ATM适配层
            • 相当于因特网的运输层
              
          • ATM层
            • 创建一条虚通道
            • 虚通道标识与链路联系
              
          • ATM物理层
            
          
          
      • 多协议标签交换 MPLS
        
    • 链路层首部信息+网络层数据报：帧
      
  • 物理层
    • 与链路层相关，每个链路层协议具有许多物理层协议，关于双绞线，同轴电缆，光纤等
    • 物理层分组：帧中的比特
      
    
    
• ISO模型
  

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