TCP/IP体系结构简介

一、网络体系的构成
访问方式 数据帧格式 布线类型 布线规则

二、网络体系的类型

	IEEE 802.3(以太网):在大多数办公室和家庭中使用的基于线缆的网络,就是常见的有线局域网。
	IEEE 802.11(无线网络):在办公室、家庭和咖啡厅使用的无线网络技术,如 Wi-Fi 网络。
	IEEE 802.16(WiMAX):用于移动通信长距离无线连接的技术。
	点到点协议(PPP):使用 Modem 通过电话线进行连接的技术,如通过拨号方式建立的网络连接

三、MAC 地址格式

	MAC 地址都是由生产厂家在生产时固化在网络硬件中,是硬件预留的地址。 
	MAC 地址采用十六进制数表示,共 6 个字节(48 位),长度为 48bit(字节)

	前 24 位称为组织唯一标识符		IEEE
	后 24 位是由厂家自己分配的	

四、以太网拓扑结构

	总线型
	星型
	
	以太网采用了多种连接介质,如同轴缆、双绞线和光纤等
	
以太网是一种广播网络。	
以太网中的数据借助传输介质进行传输  用附加冲突检测的载波帧听多路访问(CSMA/CD)机制


以太网中的一台主机要传输数据时,工作过程如下:

							      有
	监听信道上是否有信号在传输—|—————————>继续帧听,直到信道空闲为止。
							   |
							   |  无				  继续监听
							   |—————————>传输数据。————————————>如果发现冲突,则执行退避算法。随机等待一段时间后,重新执行步骤1
														|
                                                        |—————>当冲突发生时,涉及冲突的计算机会返回监听信道状态。若未发现冲突,则表示发送成功。

IP协议:源地址主机和目标地址主机

同一网段,目标 IP 地址被 ARP 协议解析为 MAC 地址,然后根据 MAC 地址,源主机直接把数据包发给目标主机。 

不同网段,
		网关(一般为路由器)的 IP 地址被 ARP 协议解析为 MAC 地址源主机将数据包发送到网关
		网关根据数据包中的网段 ID 寻找目标网络。如果找到,将数据包发送到目标网段 找不到  重复上一步骤
		数据包经过网关被发送到正确的网段中。目标IP地址被ARP协议解析为 MAC 地址根据该 MAC 地址,数据包被发送给目标地址的主机。

ARP 是“Address Resolution Protocol”的缩写,译为“地址解析协议”,它是根据 IP 地址获取物理地址的一个 TCP/IP 协议。

ARP 缓存
	求目标主机的 MAC 地址时,每次获取目标主机 MAC 地址都需要发送一次 ARP 请求,然后根据响应获取到 MAC 地址。为避免重复加缓存
	请求 MAC 地址时,直接查询 ARP 缓存,而无须再发送 ARP 请求

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ICMP
控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)是 TCP/IP 协议族的一个子协议

					使用ICMP 
IP 主机<——————————————————————————>路由器
			 IP(不可靠、无连接)
			
描述网络是否通畅、主机是否可达、路由器是否可用等网络状态。

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IP编址:32个二进制位

网络位(网段)+主机位(那一台主机)	
192.168.1.	+  XX
192:11000000
168:10101000
  1:00000001
  
IP地址分类
	A	0 		8bit	24bit
	B	10 		16		16
	C	110 	24		8
	D	1110    组播
	E	1111	保留
	
子网掩码:用于区分网络位和主机位部分   与IP地址相与
	
	A类		255.0.0.0
	B类		255.255.0.0
	C类		255.255.255.0
	
	主机数  2^n
	可用主机数	2^n - 2 (减  本王网段的网络地址  广播地址)

	如何最大限度利用主机数:
		1、缺省子网掩码
		2、可变长子网掩码
		3、无类域间路由

网关:
	用来转发来自不同网段之间的数据包
	
IP包分片(IP报文长度超过了数据链路所支持的最大长度)
TTL报文 (避免环路导致网络拥塞 无限循环无法到达目的端)

IP地址分配(静态分配+动态分配+零配置)

1、静态分配
	IP地址		192.168.12.XX
	子网掩码	255.255.255.0
	默认网关	192.168.12.1
	
	DNS服务器地址
	
	首选DNS服务器	192.168.12.1  (一般默认网关)

 2、动态分配IP地址
	动态分配是指计算机向 DHCP 服务器申请 IP 地址,获取后使用该地址。这时,计算机作为 DHCP 客户机。


3、配置
	在动态分配方式中,如果 DHCP 服务器不在线或出现故障等情况时,
	客户机就无法获取地址。这时,有些系统将会通过零配置技术为自己分配一个私有的地址,
	范围为 169.254.0.0~169.254.255.255。

传输层协议:TCP UDP

TCP端口号:
	协议		端口号
	FTP				21 20
	HTTP			80
	HTTPS			443
	Telnet			23
	SMTP			25

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数据转发过程:
当主机建立了达到目的地的TCP连接后 便可以对应用层数据进行封装。

主机A<——————						  ——————————>服务器A
			|——RTA   Internet  RTB————|
主机B<——————						  ——————————>服务器B

1、传输层 (TCP封装) :数据加密、压缩..传输层封装(填充源端口和目的端口字段,初始序列号和确认序列号字段,标识位,窗口字段以及校验和字段)
2、网络层 (IP封装) :	需要明确IP报文的源和目的地址,IP报文的大小大于MTU 则分片传输。
					TTL=255	
					Protocol字段:传输层使用的是TCP协议,所以该字段的填充值为0X06
	2.1、查找路由	:(主机A在发送数据前需要先检查是否能够到达目的端  每个主机都会独自维护各自的路由表项)			  
		
	2.2、ARP :数据包封装成数据帧,主机A需要获取下一跳MAC地址(网关地址)
			* 先查找ARP缓存表(存在MAC地址则使用;无发送ARP请求获取)
3、数据链路层 (以太帧封装):	主机A在链路层封装数据帧时,会遵循IEEE 802.3或Ethernet_II标准
	使用的是Ethernet_II标准:
							Type:	0X0800  表示网络层使用的是IP协议。
							D.MAC	路由器/网关 MAC地址
							S.MAC	主机AMAC地址
封装过后就是转发过程了:见下	
-------------------------
	
数据帧转发过程:
				主机A工作在半双工状态下  使用CSMA/CD检测链路是否空闲。空闲;前导码(Preamble)和一个帧首定界符(SFD)附加到帧头然后进行传输
				冲突域里设备会收到主机A发送的数据帧(只有含有目的MAC的设备会处理数据帧  FCS校验。如果FCS校验未能通过,则帧被立即丢弃)
				
数据包转发过程:网络层处理   网关检查是否有到达目的网络的路由条目
				
				RTA收到此数据报文后先根据IP头部信息中的校验和字段,检查IP数据报文头部的完整性
				然后根据目的IP地址查看路由表,确定是否能够将数据包转发到目的端

				网络层处理完成后,报文将被送到数据链路层重新进行封装(部会封装新的源MAC地址和目的MAC地址)					

数据帧解封装:路由————>服务器
	
			RTB以服务器A的MAC地址作为目的MAC继续转发  服务器A收到数据帧后 目的MAC是自己的会继续处理该数据帧
			服务器A成功收到该帧,并通过FCS校验。服务器A将利用帧中的类型字段来识别在网络层处理该数据的协议(如通过IP协议处理)
数据包解封装:
			
		服务器A检查IP	

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