网络基础知识网络协议及TCP-IP

网络基础知识、网络协议及TCP-IP主要内容：路由协议讲座*OSI、IP协议*局域网简介*广域网简介*路由选择协议内部路由协议（RIP，OSPFIS-IS）外部路由协议（EGPBGP）OSI（OPENSYSTEMINTERCONNECT）开放系统互联（被多厂商环境所支持）OSI参考模型层次描述层次编号应用层7表示层6会话层5传输层4网络层3数据链路层2物理层1用于支持端到端的通信提供网络的访问第一层：物理层（physicallayer）作用：OSI的底层，负责比特流的发送，它接受来自第二层（数据链路层）的数据帧，一次一比特地串行发送它们的结构和内容比特。特点：它没有任何机制确定它发送和接收比特的意义，只关心电和/或光信号传输技术的物理特性，包括用来传输信号的电流的电压、介质的类型、阻抗特性，甚至包括用于端接介质的连接头的物理形状。传输介质：同轴电缆，光缆，双绞线第二层：数据链路层（datalinklayer）作用：发送和接收，负责为正在发送的数据提供端到端的有效性，并提供检测和纠正帧（frame）的差错的功能。特点：数据链路层是播送数据链路层广播的所有网络组件，如一个LAN网段（segment），并不是所有的LAN技术都严格遵从OSI模型中数据链路层的功能定义，比如：有些LAN结构不支持可靠的传送，它们的数据帧发出后并不跟踪其状态，保证传送的工作留给了第4层协议——传输控制协议TCP(transportcontrollprotocol)第三层：网络层（networklayer）作用：负责建立在源和目标计算机之间要使用的路由。特点：•该层缺乏任何检测/纠正本地传输差错的机制，从而依赖于数据链路层或传输层端到端的可靠传输服务。•网络层机制在一系列能够穿越LAN、WAN传输应用数据的协议中得到实现。它们依靠可路由选择协议将数据包转发到本地网以外的网络。•可路由选择协议包括IP、IPX和AppleTalk等，它们都有自己的第三层编址结构，用来识别不同网络的机器。•网络层的使用是可选的。第四层：传输层（Transportlayer）作用：提供与数据链路层类似的服务，它负责传输端到端的完整性。它能检测到分组在传输过程中的损坏或丢失，并能够自动生成重发请求，提供分组的重新排序。特点：与第一层和第二层的关系非常相似，第三层和第四层的关系也非常密切（如：TCP/IPIPX/SPX）与数据链路层不同的是，传输层可以超出本地LAN网段提供端到端的完整性。第四层的主要功能1、流控管理设备之间的数据传输问题，确保传输设备不发送比接收设备处理能力大的数据。2、多路传输使得多个应用程序的数据可以传输到一个物理链路上。3、虚电路由传输层建立、维护和终止。4、差错校验包括为检测错误而建立的各种不同结构5、差错恢复包括所采取的行动（如请求数据重发），以便解决发生的任何错误。第五层：会话层（SessionLayer）会话层建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话，通信会话包括发生在不同网络设备的应用层之间的服务请求和服务应答。第六层：表示层（PresentationLayer）负责管理数据的编码方式，为不同的数据编码方案之间提供翻译。（如EBCDIC和ASCII）第七层：应用层（applicationlayer）应用层是最接近终端用户的OSI模型，包括Telnet，FTP，SMTP等。信息格式：帧（frame）是一种信息单位，它的起始点和目的地都是数据链路层，由数据链路层的数据头（也许还有数据尾）和上层数据组成，数据头和数据尾包含目的系统数据链路层的控制信息。数据包（packet）也是一种信息单位，它的起始点和目的地都是网络层。由网络层的数据头（也许还有数据尾）和上层数据组成，数据头和数据尾包含目的系统网络层的控制信息。数据报（datagram）通常是指起始点和目的地都使用无连接网络服务的网络层的信息单位。段（segment）通常是指起始点和目的地都是传输层的信息单位。消息（message）通常是指起始点和目的地都是网络层以上的信息单位。信元（cell）是一种具有固定长度的信息，它的起始点和目的地都是数据链路层。用于ATM和SMDS网络环境中，由数据头（5byte）和有效负荷（48byte）组成。数据单位（dataunit）指多位信息单位，有服务数据单元（SDU），协议数据单元和网桥协议数据单元Internet协议:•Internet协议是世界上最流行的开放系统协议族，由一系列通信协议组成，（TCP/IP）•主要有电子邮件，终端仿真和文件传输•TCPIPARPRARP•路由选择协议OSI参考模型互连网络协议族应用层表示层会话层传输层网络层路由选择协议IPICMP数据链路层物理层TCPUDPFTPTelnetSMTPSNMPNFSXDRRPCARPRARP未指定Internet协议族中的协议和OSI各层对应关系Internet协议（IP）IP是网络层协议（第三层），包括地址访问信息和路由数据包的控制信息主要功能：•提供通过互连网络的无连接和最有效的数据报分发；•提供数据报的分组和重组，以支持最大传输单元（MTU）不同的数据链路。版本IHL服务类型总长度标识标志端位移生命期协议头校验和源地址目的地址选项数据（可变）基本编址基本子网划分可变长度子网掩码（VLSM）基本编址：IP地址有32位，以小数点隔开的十进制表示，包括两部分：一个网络号码和一个主机号码A类：B类：C类：D类：224.0.0.0~239.255.255.255E类：240.0.0.0~254.255.255.255010110网络网络网络网络网络网络主机主机主机主机主机主机1~126128~191192~223基本子网划分：IP地址是由网络地址和主机地址组成，网络掩码用来把网络信息和主机信息分开：A类：自然掩码255.0.0.0B类：自然掩码255.255.0.0C类:自然掩码255.255.255.0举例:十进制二进制IP地址10.0.0.100001010000000000000000000000000掩码:255.0.0.011111111000000000000000000000000如果子网的引入,网络号码的使用会很有限的,使用了掩码,网络就可以分成子网,并把地址延伸到主机部分,例:十进制二进制IP地址10.0.0.100001010000000000000000000000000掩码:255.255.0.011111111111111110000000000000000网络空间从一个单一网络10.0.0.0增加到256个子网,范围从10.0.0.0到10.255.0.0,主机数量从16777216减少到65536.可变长度掩码:可变长度掩码(VLSM)指的是一个网络可以配置不同的掩码.即在每个子网上保留足够的主机数的同时,把一个网分成多个子网时有更大的灵活性,一个C类网络192.214.11.0分成3个子网,其中一个子网100台主机,另外两个子网各50台,所以此种情况就需要VLSM的技术:192.214.11.0子网掩码255.255.255.128192.214.11.128子网掩码255.255.255.192192.214.11.192子网掩码255.255.255.192其它Internet协议族ARP•通过ARP，主机可以动态地发现对应于一个网络层地址的MAC层地址，•RARP•RARP可用于将MAC层地址映射成IP地址，用于无盘工作站上，•ICMP•ICMP是一个网络层协议，它提供错误报告和其他回送给源点的关于IP数据包处理情况的消息。ICMP消息的几种类型•DestinationUnreachable（目的地不可达）•EchoRequest（回响请求）•EchoRply（回响应答）•Redirect（重定向）•TimeOut（超时）•RouterAdvertisement（路由器通告）•RouterSolicitation（路由器请求）TCPTCP提供IP环境下的数据可靠传输，包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用UDPUDP是无连接的传输协议，UDP不提供到IP的可靠性、流控或差错恢复功能应用层协议文件传输协议（FTP）：在设备之间移动文件简单网管协议（SNMP）：报告网络异常情况和设置网络临界值。远程登录(Telnet)：作为终端彷真协议网络文件系统（NFS），外部数据描述（XDR）和远程过程调用（RPC）：一起工作来提供远程网络资源的透明访问。简单邮件传输协议（SMTP）:提供电子邮件服务。主域名称系统（DNS）：将网络节点名称翻译成网络地址局域网以太网以太网（Ethernet）和IEEE802.3100Mbps以太网1000Mbps以太网光纤分布数据接口（FDDI）令环牌以太网和IEEE802.3的工作原理采用带冲突的载波监听多路访问协议(CSMA/CD)速率为10Mbps,传输介质为同轴电缆或双绞线100Mbps以太网100BaseT和100VG-AnyLAN100BaseT采用IEEE802.3中现行的CSMA/CD标准,802.3的MAC子层和高层协议可以不加修改地运行在100BaseT100BaseT和10BaseT采用了相同机制,主要区别是速度和网络直径点对点协议（PPP）工作原理为了建立点对点链路上的通信连接，发送端PPP首先发送LCP帧，以配置和测试数据链路。在LCP建立好数据链路并协调好所选设备之后，发送端PPP发送NCP帧，以选择和配置一个或多个网络层协议。当网络层的协议选好之后，便可将各层的数据包发送到数据链路上，直到链路关闭。PPP物理层PPP可以工作在任何DTE/DCE接口上，要求提供全双工电路PPP链路层PPP采用了ISOHDLC标准中定义的原理和帧结构标志地址控制协议数据FCS•标志位：指示帧的开始和结束•地址域：采用标准的广播地址，PPP不指定单个工作站的地址。•控制域：采用无序帧方式传输，不确认数据的传输。•协议域：标识封装在帧的信息域中的协议类型•数据域：包含协议域中指定协议的数据报•帧校验序列：为帧提供校验功能PPP的链路控制协议PPP的LCP提供了建立、配置、维护和终止点对点链接的方法，分为以下四个过程：1、链路的建立和配置协调2、链路质量检测3、网络层协议配置阶段4、关闭链路