计算机网络

概述

 

局域网 local area network ,LAN包含:

以太网ethernet(IEEE802.3),通过一条电缆连接所有计算机,10Mbps-10Gbps

IBM令牌环(IEEE802.5),将所有电脑环形连接,速率4Mbps-16Mbps

 

广域网wide area network,WAN:

通信子网

路由器

存储转发（store-and-forward）或分组交换(packet-switched)：线路空闲才会发送数据，则数据需要先分组、存储。再发送。

 

无线网络：

wifi

 

协议栈：一个特定系统使用一组协议

 

 

下层两种不同类型的服务：

面向连接：建立连接后发送数据

无连接：每个报文都有完整的目标地址

 

服务质量：quality of service：接受方收到数据后回复一条信息，确保报文到达。有额外负载和延迟，但服务质量提高。

 

可靠面向连接服务两种变形：报文序列（有报文边界，如接受长度确定）、字节流（无边界）

 

在视频会议中，由于确认传输而导致视频延迟比起不确认的视频模糊更不可接受。

故有些应用可以无须确认报文到达。

 

不可靠（无经确认）无连接服务：数据报服务。

 

 

 

OSI七层模型与TCP/IP四层模型

 

TCP/IP发展历史：IMP子网连接协议(1969年)、最终发明了tcp/ip(1974年)协议（在berkeley unix中实现）

有趣的Internet发展历史：随着机器互联，早期email,news,telnet、ssh,ftp，一直到物理学家internet被发明

有趣的ethernet发展历史：metcalfe哈佛毕业后在夏威夷工作（学习无线类似局域网功能），后来在xerox发明了ethernet，以及IBM的令牌环。

 

 

Internet控制协议

arp : address resolution protocol 地址解析协议

internet每台机器都有一ip地址，但发送分组时并不是使用ip。数据链路层硬件并不理解internet地址。局域网内连接到LAN以太网上,LAN上只认LAN（以太网）地址。

arp协议是这样的协议，发送数据前,广播发送arp请求(目标地址)，如果你的地址是目标地址，用自己的以太网地址作为应答。

这个过程所使用的协议称为ARP地址解析协议

 

RARP BOOTP DHCP协议
反向地址解析协议RARP：知道以太网地址，获得ip的协议。

由于RARP发送时目标地址为全1,路由器无法转发。
故出现BOOTP协议：
BOOTP发送UDP请求，可以被路由器转发。但需要手工配置ip和以太网地址在路由器上。

为了避免手工配置出错，BOOTP发展为DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议:
新主机请求DHCP，从ip池中分配一动态ip.

 

 

传输层

TPDU:Transport protocol data unit 传输协议数据单元

 

建立连接三次握手 (正常情况)

A发送请求,B接收请求

 

CR(seq=x)

---------------------->

 

ACC(seq=y,ack=x)

<---------------------

 

DATA(seq=x,ack=y)

---------------------->

 

 

建立连接 三次握手 (异常情况)

＊＝old tpdu

＊CR(seq=x)

＊---------------------->B收到延迟的请求

 

ACC(seq=y,ack=x)

<---------------------B回复该请求

 

REJECT(ack=y)

---------------------->A机器知道该请求已经过期,发送reject给B

 

 

断开连接

单独断开一方连接（非对称释放） ，可能导致数据丢失

故一方发起断开连接后，仍然可以收发数据，直至对方回复断开后，连接才断开。

 

 

 

DR(Disconnection request)

-------------------------->(此包如果发送失败,则A不断重试)

 

DR

<-------------------------(此包如果发送失败，则A重试)

 

ACK

-------------------------->(此包如果发送失败,则B超时释放连接)

 

 

Internet 传输协议-udp

无连接传输协议:user datagram protocol 用户数据报

udp为应用程序发送经过封装的ip数据报,RFC768描述了udp.

 

实时传输协议

RTP(real-time transport protocol)

rtp运行在udp之上,实现在应用程序中

 

 

internet传输协议-tcp

transmission control protocol传输控制协议

开始于RFC793,到RFC1323进行了修补与扩展.

 

套接字号(地址):由ip+16位端口号

1024以下端口号为well-know port，知名端口号保留于一些标准服务。