计算机网络-运输层&网络层

计算机网络体系结构及其功能

• 应用层：最高层，主要任务是通过应用进程之间的交互来完成特定网络应用（数据报）；
• 运输层：负责两个主机中的应用进程之间的通信提供通用的数据传输服务（TCP/UDP报文）；
• 网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务（IP报文）；
• 数据链路层：将网络层传下来的IP数据报添加帧头（SOH-start of header）帧尾（EOT-）文封装成数据帧后交付物理层传输（MAC帧）；
• 物理层：为相邻节点设备提供传送数据的媒介（双绞线、同轴电缆、光纤）、传输数据（“0、1”比特流）。

• 层次化的好处：如果互联网只由一个协议统筹，某个地方需要改变设计时，就必须吧所有的整体部分都替换掉，而分层的只有只需要把变动的层次替换掉就行，更加灵活，方便

用Http举一个例子来说明，作为发送端的用户端在应用层（Http协议）发出一个想看某个web页面的Http请求的数据封装过程：

IP和IP地址

• IP：指的是IP协议，IP协议的作用是把各种数据报传送给对方。而要保证传送的正确，就必须要满足各种条件，其中两个重要的条件是IP地址和MAC地址。
• IP地址：IP地址指明了节点被分配到的地址，MAC地址是指网卡所属的固定地址。IP地址可以和MAC地址进行配对，IP地址可变，MAC地址不可变。

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运输层

• 1、进程间通信：在IP层来讲，通信的两个端点是两台主机，IP数据报文明确标明了两台主机的IP地址。IP协议虽然能将数据分组送达目的主机，但是这个分组还是停留在主机的网络层而没有交付主机中的应用程序进程中；在运输层来讲，通信的真正端点并不是主机而是主机中的应用程序进程，也就是说端到端的通信是进程之间的通信。
• 2、复用和分用(收发室的例子)：

• 复用：应用层所有的应用进程都可以通过运输层在传给IP层
• 分用：运输层从IP层收到数据后需要交付于指明的应用进程
  

• 3、端口号：再单个计算机中的进程是用进程标识符（一个不大的整数）来标识不用的进程。但是由于在互联网上使用的操作系统种类很多，而不同的操作系统又使用了不同的进程标识符。为了使运行不同操作系统的计算机的进程能够互相通信，就必须用统一的方法（与操作系统无关）对TCP/IP体系的应用进程进行标识；但是又由于进程的创建和销毁都是动态的，通信的一方几乎无法识别对方机器上的进程，往往是需要利用目的主机提供的功能来识别，而不需要知道具体实现这个功能的进程是谁，为了解决这个问题便引入了端口号，只需要把数据报文送达指定的端口号之后剩下的功能就有TCP来完成。

• 0 ~ 1023 为熟知端口号（系统端口号），每一个端口都有特定的服务(DNS为53,http为80……)；

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TCP&UDP

• UDP（用户数据协议）

  • 1、无连接的：发送数据之前不需要建立连接（结束时也没有释放），UDP会将数据、源、目的进行封装后直接发送，减少开销与建立连接时的时间消耗（效率更高）；
  • 2、最大努力：尽最大努力交付但不保证可靠交付（不可靠）；
  • 3、面向报文：发送方的的UDP对应应用程序交下来的报文，在添加首部后向下交付给IP层。

• TCP（传输控制协议）

• 1、面向连接的运输层协议：应用程序在使用TCP传输的时候，必须先要建立连接（三次握手），传输结束后释放建立的连接（四次挥手）；
• 2、可靠交付：通过TCP连接传输的数据，无差错，不丢失，不重复，并且按顺序到达；
• 3、全双通信：建立连接后，TCP允许通信双方的应用程序在任何时候能发送数据；
• 4、面向字节流：TCP中的“流”，指的是流入到应用程序或从应用程序流出的字节序列；

• TCP连接的端点
  每一天TCP连接通道，都有两个端点TCP连接的端点叫**套接字（Socket）**或插口。
  套接字 socket = （IP地址 + 端口号）

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TCP可靠传递的实现

1、以字节为单位的滑动窗口（发送窗口和接受窗口）
2、超时重传时间的选择
3、选择确认SACK

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常用命令

• ping + 地址：检查网络是否连通
• netstat -ano：端口的使用情况
• tracert:（跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定 IP 数据包访问目标所采取的路径。