计算机网络概念

应用层：应用层协议：定义了运行在不同端系统上的应用程序进程间传递报文的格式和方式。具体内容：交换的报文类型：如请求报文和响应报文；各种报文类型的语法：报文中的各个字段及描述；字段的语义：字段包含信息的含义；进程何时、如何发送报文及对报文进行响应的规则。组成：HTML、Web浏览器、Web服务器程序，以及一个应用层协议HTTP(超文本传输协议)应用程序间通信：由运输协议跨越网络将发送进程的报文传输到接收进程的门户。需要使用运输协议所提供的服务。应用程序的运输服务：可靠的数据传输；带宽；定时HTTP响应过程：1、HTTP客户初始化一个与服务器主机中HTTP服务器进程的TCP连接。2、服务器主机中的HTTP服务器在80端口监听来自HTTP客户的TCP连接请求，收到连接请求,接受,建立连接,通知客户。3、HTTP客户发送一个HTTP请求报文（包含URL）到TCP连接套接字，报文指明客户需要的Web对象。4、HTTP服务器接收请求报文,产生一个响应报文（包含被请求对象）,并发送到其TCP连接套接字5、HTTP服务器关闭TCP连接6、HTTP客户机接收包含HTML文件的响应报文，显示并解析HTML文件，发现10个引用的jpeg对象7、对10个jpeg对象重复步骤1～68、2TCP传输其余报文传输分组交换机：连接端系统的中间交换设备。端系统之间很少直接连接，通常都是通过分组交换机间接相连。功能：接收、转发分组。从一条（入）通信链路接收分组、并保存，再从另一条（出）通信链路通过分组交换技术转发出去。分组交换技术：发送端将要发送的数据分成若干较小的块，添加首部形成分组（包packet），分别发送到目的端，再组装恢复原数据。一个分组从发送端系统传输到接收端系统，所经过的一系列通信链路和分组交换机。端系统之间通信的路径不专用。多个通信端系统同时共享一条路径或一部分。运输层：运输服务和协议：在运行不同主机上应用进程之间提供逻辑通信运输协议运行在端系统中：发送方：将应用报文划分为段，传向网络层；接收方：将段重新装配为报文，传向应用层因特网运输协议：可靠的、按序的交付(传输控制协议TCP)：拥塞控制；流量控制；连接建立.不可靠、不按序交付:（用户数据报协议UDP）：“尽力而为”IP的不提供不必要服务的扩展不可用的服务:时延保证；带宽保证可靠传输工作原理：停止等待协议，当出现差错时候，让发送方重传出现差错的数据当接收方来不及处理收到的数据时，及时告诉发送方适当降低发送数据的速度。TCP的连接建立：三次握手建立A的TCP向B发出连接请求报文段，其首部中的同步位SYN=1，并选择序号seq=x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是x。B的TCP收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。B在确认报文段中应使SYN=1，使ACK=1，其确认号ack=x+1，自己选择的序号seq=y。A收到此报文段后向B给出确认，其ACK=1，确认号ack=y+1。A的TCP通知上层应用进程，连接已经建立。B的TCP收到主机A的确认后，也通知其上层应用进程：TCP连接已经建立。TCP的连接释放：数据传输结束后，通信的双方都可释放连接。现在A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接。A把连接释放报文段首部的FIN=1，其序号seq=u，等待B的确认。B发出确认，确认号ack=u+1，而这个报文段自己的序号seq=v。TCP服务器进程通知高层应用进程。从A到B这个方向的连接就释放了，TCP连接处于半关闭状态。B若发送数据，A仍要接收。若B已经没有要向A发送的数据，其应用进程就通知TCP释放连接。A收到连接释放报文段后，必须发出确认。流量控制：流量控制(flowcontrol)就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。拥塞控制：在某段时间，若对网络中某资源（链路容量（带宽），交换结点中的缓存和处理机等）的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏——产生拥塞流量、拥塞控制关系：拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。网络层：路由协议：静态路由：①直连路由②静态路由③默认路由动态路由：①内部网关协议（IGP）②外部网关协议（EGP）内部网关协议：用于建立自治系统内传输路径的路由协议称作内部网关协议外部网关协议：用于建立自治系统间传输路径的路由协议称作外部网关协议分组转发算法：(1)从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址为N。(2)若网络N与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机D；否则是间接交付，执行(3)。(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。(4)若路由表中有到达网络N的路由，则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。(5)若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。(6)报告转发分组出错。物理层：网络拓扑结构：星环树总分双绞线：两根绝缘的铜线螺旋形式扭合在一起。减少对邻近双绞线的电气干扰。最便宜、最普遍。如电话线。同轴电缆：套在一起的两个同心铜导体。内导体传递数据，外导体用作地线及屏蔽干扰。抗干扰能力强、数据率高。光纤：一种很细、传光脉冲的媒体，每个脉冲表示一个比特（1或0）。双层结构：由纤芯和包层构成通信圆柱体。纤芯用来传导光波。较贵，传输距离远，衰耗较小，可高速率传数十公里。无线电：利用无线电波在自由空间传播实现通信。不需要安装物理线路；能穿透墙壁、可连接移动用户，长距离传输；性能与传播环境和传输距离有关。链路层：链路层传输数据报的过程：沿端到端路径上的每段独立的链路传输。发送节点先将数据报封装成链路层帧，发送到链路上；接收节点接收该帧，并提取出数据报。链路层功能：将分组通过一个链路，从一个节点传输到邻近的另一个节点。链路层协议：用来在单段链路上传输分组。定义:在链路两端的节点之间交互的分组格式，以及当发送和接收分组时节点采取的动作。交换的数据单元称为帧(frame)，封装了一个网络层的数据报。所采取的动作：包括差错检测、重传、流量控制和随机访问。。CSMA/CD防碰撞协议：先听后说，边听边说；一旦冲突，立即停说；等待时机，然后再说；交换机的工作机制：交换机在数据通信中完成两个基本的操作。(1)构造和维护MAC地址表。(2)交换数据帧：打开源端口与目标端口之间的数据通道,把数据帧转发到目标端口上。交换机的工作原理：1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。交换机的功能：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。单播：一对一，收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址通；广播：一对全体，发送给本局域网上所有站点的帧；多播：一对多，发送给本局域网上一部分站点的帧；