408计算机网络

体系结构

计算机网络概念

• 一个将分散的、独立的系统通过通信设备和线路连接实现资源共享和信息传递的系统

组成与功能

• 组成部分：软件、硬件、协议，工作方式： 边缘部分和核心部分，功能组成：通信子网(OSI模型下三层)和资源子网
• 数据通信，资源共享，分布式处理（三大功能），提高可靠性，负载均衡

分类

• 分布范围

  • 广域网，城域网，局域网，个人区域网

• 传输技术

  • 广播式，点对点

• 拓扑结构

  • 总线型，星型，环形，网状型

• 使用者

  • 专用网、公用网

• 交换技术

  • 电路交换，报文交换，分组交换

    • 其中分组交换分为

      • 数据报，无连接，每个分组都有完整的目的地址
      • 虚电路，面向连接，提供可靠服务，分组不包含目的地址，包含虚电路标识符，仅在建立连接阶段使用目的地址

性能指标

• 带宽

• 时延

  • 发送时延，传输时延，排队时延，处理时延

• 时延带宽积

  • 传播时延X带宽

• 吞吐量

• 往返时间

• 速率

分层结构

• 在各个层次中每个报文分为两部分 SDU和PCI组成PDU

• 协议（语义，语法和同步），接口和服务

  • 协议是水平的，服务是垂直的，相临两层通过SAP交互

    • 服务类型是否面向连接，可靠，应答六种

OSI协议

• 7层（低三层通信子网，高三层资源子网）

  • 物理层（SAP: 网卡接口）

    • 定义DCE,DTE的物理和逻辑连接方式，进行透明比特流传输
    • 接口标准：EIA, X.21

  • 数据链路层（点对点）（SAP:MAC地址）

    • 帧，功能组帧，流量控制，差错控制，传输管理
    • 协议：PPP，HDLC，SDLC，STP，帧中继

  • 网络层（SAP:IP地址）

    • 数据报，进行路由选择，流量控制，差错控制，拥塞控制，网际互联
    • 协议：IP，ICMP，IGMP，ARP，RARP，OSFP，IPX

  • 传输层（端对端）（SAP:端口号）

    • 报文段和用户数据报，主机中两个进程的通信，提供端对端可靠传输，流量控制，差错控制，数据传输管理

  • 会话层

    • 建立连接（SYN），并在连接上有序传输数据

  • 表示层

    • 数据和信息相互转化，如解密加密

  • 应用层（SAP:用户界面）

    • 用户与网络的洁敏，如FTP，SMTP，POP3，HTTP

TCP/IP协议

• 4层

  • 网络接口层

    • 类似物理层和数据链路层

  • 网际层

    • 类似网络层

  • 传输层

    • 有连接可靠传输
    • 无连接不可靠传输

  • 应用层

OSI和TCP/IP协议 区别

• 网络层面向连接和无连接，传输层 无连接，TCP/IP相反
• 精确定义 服务，协议和接口，而TCP/IP没有区分

物理层

功能

• 透明传输比特流

通信基础

• 数据：传输信息的实体，分为串行和并行传输，远距离串行

• 信号：数据的电气或电磁表现，是数据的存在形式。模拟信号：连续的数据/信号 数字信号：离散的数据/信号

  • 基带信号

    • 将信号0和1用不同电压表示在数字信道上传输，基带传输

  • 宽带信号

    • 将基带信号调制成频分复用模拟信号在模拟信道上传输，宽带传输

• 码元: 一个固定的信号波形表示一个K进制数字

• 信源，信道（≠电路，电路往往包括发送和接收信道），信宿

• 交互方式：单工（无线电广播），半双工，全双工

• 速率，波特和带宽

  • 速率=波特*1Baud所携带的数据
  • 带宽 原是信号的频带宽度，网络中指最高数据率
  • 波特率：每秒信号变化次数

• 奈奎斯特定理(信道理想状态下，没有噪声)

  • 极限数据传输率=2Wlog2V (极限码元传输率2*W)

• 香农定理

  • 极限传输速率=Wlog2(1+S/N) 信噪比=10log10(S/N)

• 编码与调制

  • 调制 数据-->模拟信号

  • 编码 数据-->数字信号

  • 模拟数据可通过PCM编码器转化成数字信号，数字数字通过QAM调制成模拟信号

  • 数字数据-->编码-->数字信号

    • 不归零码 NRZ，反转不零码 NRZI ：反转代表1 ，不转代表0
    • 曼彻斯特编码 每个码元中间跳转，可用于同步，频带宽度是原生基带宽度的两倍
    • 差分曼彻斯特编码 前一个是0跳转，1不跳转，同步，抗干扰
    • 4B/5B编码

  • 数字数据-->调制-->模拟信号

    • ASK 幅移键控 改变振幅 抗干扰能力差
    • FSK 频移键控 改变频率 抗干扰强
    • PSK 相移键控
    • QAM 正交振幅调制 将ASK和PSK结合 R=Blog2(mn) 传输率等于波特率log2(相位振幅)

  • 模拟数据-->编码-->数字信号

    • 抽样，量化，编码。 常见于对音频信号进行PCM，采样频率必须大于等于2倍最大频率

  • 模拟数据-->调制-->模拟信号

数据传输

• 电路交换

  • 建立连接，数据传输，释放连接。始终占用专用通信线路，直通式，不具备差错控制能力，延迟小，实时性强，适合交互类通信。

• 报文交换

  • 存储转发。无需建立连接，没有分组，要求较大的缓存空间，长度不固定，不能用于语音。

• 分组交换

  • 存储转发，分组小，加速传输，不易出错，减小时延。

传输介质

• 导向型介质

  • 电磁波沿着固体媒介传播

    • 双绞线

      • 铜导线组成，绞合减少电磁干扰，可增加金属丝编织的金属层（屏蔽双绞线），在局域网和传统电话网中普遍使用

    • 同轴电缆

      • 铜质芯线，绝缘层，屏蔽层组成

        • 50Ω

          • 传送基带数字信号，局域网中广泛使用

        • 75Ω

          • 传送宽带信号，有线电视

    • 光纤

      • 单模光纤

        • 适合远距离传输

      • 多模光纤

        • 多条不同角度光线在一条光纤中传输，近距离传输

• 非导向型介质

  • 空气，真空，海水

    • 无线电波
    • 微波，红外线，激光，都需要接收方之间有一条视线通路，沿直线传播

物理接口的特性

• 机械特性

  • 物理结构，引脚，引线数目，排线

• 电气特性

  • 电压高低，传输速率和距离限制

• 功能特性

  • 电压代表意义，信号线用途

• 规程(过程)特性

  • 各条物理线路的工作规程和时序关系

物理层设备

• 中继器（转发器）：将数字信号整形并放大，原理是再生。遵循5-4-3规则。
• 放大器：放大模拟信号，将衰减的信号放大
• 集线器：相当于多端口的中继器，只能在半双工工作，每台计算机平坦总宽带。收到的数据从其他端口输出。
• 无存储转发功能，无法连接不同协议的两个局域网。

数据链路层

功能

• 传输数据帧，差错检测（检错不纠错 CRC）、流量控制、组帧。加强物理层传输原始比特流的功能，改造成逻辑上无差错的数据链路

为网络层提供服务

• 无确定无连接，适用实时通信，误码率低的通信信道。如以太网
• 有确定无连接，误码率高的通信信道
• 有确定面向连接，使用要求可靠性高的场合

链路管理

• 连接的建立，维持，和释放过程

组帧

• 帧定界，帧同步，透明传输。要加首部和尾部，分组则不需要加尾部定界

• 字符计数法

  • 帧头部加计数字段，包括自身所占的一个字节

• 字符填充法

  • 使用转义字符定界

• 比特填充法

  • 五个连续的1添加一个0，容易用硬件实现，优于字符填充

• 违规编码法

  • 局域网IEEE802标准使用了这个方法

差错控制

• 差错是由于噪声引起的，噪声两大类，前者可减少或避免，后者不可，是产生差错的主要原因

  • 随机差错：信道固有的随机热噪声
  • 突发差错：外界引起的短暂冲击噪声

• 使用CRC（常用）/汉明码发现位错，通过ARQ或前向纠错FEC 重传出错的帧（帧的丢失，重复，失序）

• 检错编码

  • 奇偶检验吗

  • 循环冗余码

    • 多项式阶为r 则帧低位加r个0，模二除。可检验r位错，逃离概率为1/2^r

• 纠错编码

  • 海明码 需满足2^r>=m+r+1

    • 纠错d位需要码距 2d+1

• 可靠传输通常靠 确定（无数据控制帧或者 捎带确定）和超时重传

流量控制

• 控制相邻两结点的流量，对于传输层控制的是源端到目的端的流量

• 停止等待协议

  • 发送窗口=1，接收窗口=1 发送方续收到接收方的确定才可继续发送

• 滑动窗口协议

  • 后退N帧 GBN

    • 发送窗口>1，接收窗口=1 ，发送窗口满足1<=W<=2^n-1。 一般采用累积确认

  • 选择重传 SR

    • 发送窗口>1，接收窗口>1, 一般发送窗口等于接收窗口 且满足 两者和<=2^n 单个满足W<=2^(n-1)。

• 信道利用率=一个发送周期内发送的比特/数据传输率/发送周期

• 信道吞吐率=信道利用率*发送方的发送速率

介质访问控制

• 隔离来着同一信道上的其他结点发的信号，协调活动节点的传输

• 常见方法 信道划分介质访问控制，随机访问介质访问控制，轮询访问介质控制，前者静态划分，后两者动态划分信道

• 介质访问控制层MCA层，决定信道分配的协议

• 信道划分介质访问控制

  • 频分多路复用FDM

    • 分割成若干个子信道

  • 时分多路复用TDM

    • 按时间分成若干个时间片，轮流分配
    • 利用率不搞高，统计时分多路复用STDM，按需动态分配时隙

  • 波分多路复用WDM

    • 光的频分多路复用，一根光纤中传输多种不同波长(频率)的光信号

  • 码分多路复用CDM

    • 既共享空间又共享时间，利用率高，抗干扰强，保密性强，语音质量好。

  • 码分多址CDMA，CDM的一种方式

    • 每比特时间被分成M个更短的时间槽（chip）通常64或128个芯片。发送1时发送芯片序列，0时反码，各个站点序列正交，自己内积为1

• 随机访问介质控制，又称争议型协议

  • 既不共享空间也不共享时间，实际上就是将广播信道转化为点对点信道

  • 纯ALOHA 协议

    • 不进行任何检测直接发送数据，发生碰撞等待随机时间，再重传，吞吐量低

  • 时隙ALOHA协议

    • 只在每个时隙开始时发送帧，吞吐量比纯ALOHA大了一倍

  • CSMA协议

    • 1-坚持CSMA

      • 监听到信道忙后，继续坚持监听，直到信道空闲，直接发送数据

    • 非坚持CSMA

      • 监听到信道忙后，放弃监听，等待随机时间再重新监听

    • p-坚持CSMA

      • 监听到忙，等下个时隙再监听，空闲后以P概率发送数据

  • CSMA/CD协议

    • 适用于总线型网络或半双工网络，不可能支持全双工
    • 先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发（碰撞检测就是检测信道上的电压变化，判断其他站点是否在发送）
    • 总线传输时延影响大，传输时延至少大于两倍传播时延。以太网规定51.2微秒为争用期，10Mb/s以太网争用期可发送64B，不足要补够64B
    • 采用二进制指数退避算法，k=min{重传次数，10}，从【0，1，...2^k-1】中取一个数作为退避时间，16次仍不成功，抛弃此帧

  • CSMA/CA协议

    • 适用于无线局域网，碰撞避免：尽量减少避免的概率，而不是完全避免

    • 三个机制实现碰撞避免

      • 预约信道

        • 让其他站点不发送数据

      • ACK帧

      • RTS/CTS帧

        • 解决隐蔽站问题

    • CSMD/CA和CA的区别

      • CD可检测冲突，但无法避免，用于总线型以太网，检测电压的变化，CA不能检测冲突，用于无线局域网802.11a/b/g/n，采用能量检测，载波检测，和能量载波混合检测来检测信道空闲

• 轮询访问介质访问控制

  • 令牌传递协议

    • 以循环的方式轮询每个结点，再决定信道分配
    • 主要使用再令牌环局域网，令牌是一组特殊的比特组合而成的帧。不会发生冲突。即不共享时间也不共享空间

局域网

• 特性主要由拓扑结构，传输介质和介质访问控制方式（最重要）决定

• 可使用双绞线，铜缆和光纤等传输介质，双肩先为主流

• 三种特殊局域网拓扑实现

  • 以太网

    • 逻辑结构 总线型 物理星型

  • 令牌环

    • 逻辑结构 环形 物理星型

  • FDDI 光纤分布数字接口

    • 逻辑结构 环形 物理 双环

• IEEE802 标准将数据链路层分为 逻辑链路控制LLC子层和媒体介入控制MAC子层

  • MAC子层

    • 组帧，拆卸帧，比特传输差错检测，透明传输

  • LLC子层

    • 提供无确定无连接，面向连接，带确定无连接，高速传送

• 以太网

  • 以太网采用无连接工作方式，不对数据帧编号，无需确认，尽最大努力交付，提供的是不可靠服务

  • 常用四种传输介质：粗缆，细缆，双绞线，光纤

  • 10BASE5

    • 基带同轴电缆（粗缆)，曼彻斯特编码，总线型，最大段长500m 结点数目100

  • 10BASE2

    • 细缆，曼彻斯特编码，总线型，200，30

  • 10BASE-T

    • 双绞线，曼彻斯特编码，星型，100，2

  • 10BASE-FL

    • 光纤，曼彻斯特编码，点对点，2000，2

  • 通过网络适配器/网络接口卡与外界局域网连接。网卡上装有处理器和存储器。

  • 以太网的MAC帧，MAC地址6字节

    • 前导码8字节，前7字节为前同步码，最后帧开始定界符，不需要帧结束符。目的地址+源地址+类型+IP数据报+FCS 6+6+2+(46-1500)+4字节
    • FCS 采用32为CRC检测 数据，目的，源地址和类型字段 不检测前导码

  • 高速以太网

    • 100BASE-T，吉比特以太网

      • 支持全双工和半双工，但在CSMA/CD上半双工

    • 10吉比特以太网

      • 不在使用铜线，而用光纤，只工作在全双工

• IEEE 802.11

  • 无线局域网分为两大类

    • 有固定基础设施

      • 最小固件是基本服务集，包含一个基站和若干移动站，本站内可直接通信，和其他站需要通过基站（AP）作用和网桥类似

    • 无固定基础设施

      • 各点地位平等，中间结点都作为转发结点

• 令牌环网

  • 数据帧沿环路传输，接收到自己发送的帧就不再转发，源结点传输完毕后重新生成令牌

广域网

• 覆盖范围很广的长距离网络，点到点

协议

• PPP

  • 在SLIP基础上发展而来， 使用串行线路通信的面向字节，只支持全双工的协议。主要用来拨号或专线方式建立点对点连接发送数据。

    • 链路控制协议 LCP

      • 扩展链路控制协议，建立，配置，测试和管理数据链路

    • 网络控制协议 NCP

      • 允许采用多种网络层协议，每个不同的协议都要用一个NCP配置

    • 点对点的，不是总线型，无需采用CSMA/CD，提供差错检测但不提供纠错功能，不可靠

• HDLC

  • 面向比特，全双工

    • 站

      • 主站

        • 控制链路操作，发出命令帧

      • 从站

        • 受控于主站，发出相应帧

      • 复合站

    • 有两种基本配置

      • 非平衡配置

        • 一个主站控制整个链路

      • 平衡配置

        • 链路两端都是复合站，平等发起数据传输

    • 三种数据操作方式

      • 正常响应方式

        • 非平衡，从站只有接收到主站的许可后才可进行相应

      • 异步平衡方式

        • 复合站可互相进行数据传输

      • 异步相应方式

        • 非平衡，从站可直接向主站发送数据

    • HDLC帧由标志，地址，控制，信息和FCS字段构成

      • 信息帧

      • 监督帧

        • 流量和差错控制

      • 无编号帧

        • 链路的确认，请求重发，暂停发送

• PPP和HDLC差别

  • PPP面向字节，HDLC面向比特，PPP帧比HDLC多2字节协议字段。PPP不使用序号和确定机制，而HDLC使用编号和确认，提供可靠传输

数据链路层设备（实现数据链路层和物理层的功能）

• 网桥

  • 可隔离碰撞域，具有寻址和路径选择功能

  • 透明网桥

    • 使用生成树算法，记录帧的源地址和进入端口建立转发表。选择的不是最佳路由

  • 源路由网桥

    • 选择的是最佳路由，由发送站负责路由选择，发送 Discover帧探测

• 交换机

  • 多端口网桥，一般工作在全双工，使用VLAN剋隔离冲突域和广播域

  • 直通式

    • 只检测帧的目的地址

  • 存储转发式

    • 丢弃错帧，可靠性高，但延迟大

• 交换机一般直接于局域网主机相连，而网桥连接局域网，交换机允许多对计算机同时通信，而网桥只只允许每个网段的计算机同时，网桥存储转发，交换机直通，存储转发

网络层

异构网络互联

路由与转发

• 路由选择

• 分组转发

  • 根据转发表将IP数据包从合适的端口转发出去
  • 转发表由路由表得出，路由表由路由选择算法得出

拥塞控制

• 拥塞：由过量分组引起网络性能下降

• 与流量控制的区别：这是个全局性的过程，所及网络中的所有主机，路由器。而流量控制是点对点的

• 方法

  • 开环控制

    • 静态预防方法，启动后不再修改

  • 闭环控制

    • 动态方法，基于反馈环路

路由算法

• 静态路由

  • 由网络管理员手动配置路由信息

• 动态路由

  • 路由器彼此交换信息，根据算法优化得出路由信息

  • 距离-向量路由算法

    • 定期向相邻结点传送整个路由选择表（包括每条路径的目的地，路径的代价）

    • RIP

      • 用跳数作为距离的度量

  • 链路状态路由算法

    • 定期泛洪法向所有路由器发送信息
    • OSPF

• 层次路由

  • 内部网关协议IGP

    • 自治系统内使用 RIP，OSPF

  • 外部网关协议 EGP

    • 自治系统之间 BGP

IPv4

• 由首部和数据组成，首部固定长度为20B，总长度单位1B 首部长度4B 片偏移8B 协议字段6表示TCP 17表示UDP

• IPv4地址

  • A类

    • 1-126

      • 子主题 1

  • B类

    • 128.1-191.255

  • C类

    • 192.1-223.255

  • D类

    • 224.1-239.255

      • 多播地址

  • E类

    • 240 保留今后使用

  • 主机号全0表示网络本身，全1表示广播地址 （受直接广播地址） IP地址全1为受限广播地址。IP全0表示本网络上的本主机，127.0.0.0 环路自检地址

• 网络地址转换NAT

  • 私有IP地址只用于LAN，路由器不转发

    • 10.*
    • 172.16.-172.32.
    • 192.168.0.-192.168.255.

• 子网划分

  • 从主机号借用若干比特，不改变原来网络号
  • 子网掩码

• 无分类编址CIDR

  • 实现超网的一种IP地址划分方法
  • 路由聚合
  • 最长前缀匹配（最佳匹配）

• ARP协议

  • IP地址到MAC地址的映射，工作在网络层
  • 用MAC地址全1的帧 发送广播ARP请求分组，而相应分组是单播

• DHCP

  • 基于UDP的应用层协议， 获取IP地址
  • Discover，Offer，Request，ACK

• ICMP

  • 报告差错和异常

  • ICMP差错报文

    • 终点不可达

      • 主机/路由器不能交付数据

    • 源点抑制

      • 拥塞

    • 参数问题

    • 时间超过

    • 重定向

  • ICMP询问报文

    • 回送请求和回答报文
    • 时间戳请求和回答报文
    • 时间戳请求
    • 掩码请求

  • 不发送ICMP

    • 对ICMP报文出错
    • 第一个分片的数据报文后续报文
    • 组播地址
    • 特殊地址 如127.0.0.0 0.0.0.0

  • 应用

    • PING 使用了ICMP回送请求和回答报文
    • traceroute ICMP时间超过报文

  • DF=1 长度超过MTU时，丢弃分组，且发送ICMP差错报文

IPv6

• 采用CIDR 和NAT 128位 ，在传输路径中不能分片，首部长度是8B的整数倍，IPv4是4B

• 首部长度固定，提供Qos保障，没有校验和字段

• 表示法

  • 双冒号省略0，只能出现一次

• IPV4向IPv6过渡方法

  • 双协议栈
  • 隧道技术

路由协议

• 自治系统

• 域内路由

  • IGP

    • RIP (应用层协议，在传输层使用UDP协议)

      • 优先选择跳数少的路径，16为不可达

    • OSPF（网络层协议，使用IP数据包传送 协议字段89）

      • 只发送与自己相邻的所有路由器链路状（部分信息），而RIP发送整个转发表

      • 分组类型

        • 问候分组

          • 检测可达性

        • 数据库描述分组

          • 摘要信息

        • 链路状态请求分组

          • 请求发送详细信息

        • 链路状态更新分组

        • 链路状态确定分组

• 域间路由

  • EGP

    • EGP-4

      • 寻找能到到达目标网络的路由（并非最佳）

      • 建立TCP连接与其他自治系统发言人交换 整个路径序列

      • 四种报文

        • 打开

        • 更新

        • 保活

        • 通知

          • 发送检测到的差错

IP组播

• 应用于UDP，需要路由器支持

• 使用IGMP协议将主机加入组播组

• 组播地址224.-239.

• 只能用于目的地址，不可靠，不产生ICMP

• 组播类型

  • 因特网组播

  • 局域网硬件组播

    • 硬件组播地址01-00-5E+后23位组播IP地址

移动IP

• 移动结点
• 本地代理（归属代理）
• 外部代理

网络层设备

• 路由器

  • 直接交付
  • 间接交付
  • 路由表用软件执行，转发表软硬都可

• 默认路由 目的地址和子网掩码都是全零

传输层

功能

• 为运行在不同主机上的进程之间（端到端）提供了逻辑通信（网络层提供的是主机间的逻辑通信）
• 复用和分用
• 差错检测，首部和数据部分（网络层只检测IP数据报首部）
• TCP和UDP

端口

• 软件端口，区别于硬件端口

• 端口号

  • 16bit 0-65535

  • 服务器端口

    • 熟知端口号(0-1023)

      • FTP 21
      • Telnet 23
      • SMTP 25
      • DNS 53
      • TFTP 69
      • SNMP 161

    • 登记端口号(1024-49151)

  • 客户端端口（49152-65535）

• 套接字

  • IP地址:端口号

面向连接的TCP

• 向上提供一条全双工的可靠信道

  • 适用对可靠性需求高的场合，FTP, HTTP, TELNET

• 只能是点对点的，面向字节流

• 首部

  • 最短为固定的20B

  • 端端口，目的端口，序号，确定号

  • 数据偏移

    • 首部长度，4B为单位

  • URG

  • ACK

  • PSH

  • RST

  • SYN

  • 窗口字段

  • 检验和

  • 紧急指针

• 连接管理

  • 连接建立

    • SYN=1, seq=x
    • SYN=1, seq=y, ack=x+1, ACK=1
    • ACK=1, seq=x+1, ack=y+1

  • 数据传送

  • 连接释放

    • FIN=1, seq=u
    • ACK=1, seq=v, ack=u+1
    • 服务器仍可继续发送数据
    • FIN=1, seq=w, ack=u+1
    • ACK=1, seq=u+1, ack=w+1 (客户端等待2ML后关闭连接)

• 可靠传输实现

  • 检验

  • 序号

    • 建立在字节流之上

  • 确认

    • 默认使用累计确认

  • 重传机制

    • 超时和冗余ACK（连续发送三个ACK, 快重传）
    • 新RTTs=（1-a）旧RTTs+a新RTT
    • RTO=RTTs+4RTTd
    • RTTd=(1-b)旧RTTd+b|RTTs-新RTT|

• TCP流量控制

  • 基于滑动窗口协议的流量控制
  • 接收窗口 rwnd
  • 拥塞窗口 cwnd
  • 发送窗口=min{rwnd, cwnd}

• TCP拥塞控制

  • 慢开始

    • 初始 cwnd=MSS，每次加倍，达到ssthresh 改用拥塞避免
    • 满开始门限ssthresh 网络出现拥塞时/2

  • 拥塞避免

    • cwnd 每次+1

  • 快重传

    • 直接重传对方未收到的报文段

  • 快恢复

    • 连续收到三个冗余ACK后，ssthresh =ssthresh /2 将cwnd设为ssthresh的值 进行拥塞避免

无连接的UDP

• 不可靠逻辑信道

• 没有流量控制，只有两个基本的功能：复用和分用，差错检测

• 无需建立连接，首部开销小8B，TCP20B

• 常用于一次性传输比较少量数据的网络应用，如DNS和SNMP

• 组成

  • UDP首部

    • 8字节，四个字段，源端口，目的端口，UDP长度，检验和

  • 数据

• UDP检验

  • 增加12B的伪首部

应用层

网络应用模型

• C/S

  • 地位不平等

• P2P

  • 地位平等

DNS系统

• 使用UDP 53端口

• 分为三部分

  • 层次域名空间

  • 域名服务器

    • 根域名服务器

    • 顶级域名服务器

    • 授权域名服务器

      • 每个主机必须在这登记

    • 本地域名服务器

  • 解析器

• 域名解析

  • 递归查询

    • 主机向本地域名服务器

  • 递归查询和迭代查询

    • 本地域名服务器向根域名服务器

文件传输协议FTP

• 使用TCP可靠传输

• 一个主进程接收新请求，若干个从属进程

• 控制连接 21

  • 控制信息以7位ASCII格式传输

• 数据连接 20

电子邮件

• 异步通信方式

• 三个主要组成构件

  • 用户代理

  • 邮件服务器

  • 电子邮件协议

    • SMTP
    • POP3或IMAP

• 邮件格式

  • 首部
  • 主题

• MIME

  • 由于SMTP只能传送ASCII码，MIME定义了传送非ASCII码的编码规则

• SMTP

  • 连接建立

    • 25端口进行TCP连接

  • 邮件传送

    • C: MAIL FROM <>
    • S: 250 OK
    • C: RCPT TO:
    • S: 250 OK or 550 No such user here
    • C: DATA
    • S: 354

  • 连接释放

    • QUIT命令 S:221

• POP3

  • 拉取邮件

• IMAP 网际报文存取协议

• 基于WWW的电子邮件，使用的是HTTP

  • Hotmail
  • Gmail

万维网WWW

• 统一资源定位符 URL

• 超文本传输协议 HTTP

  • HTTP协议本身是无连接的，即可使用非持久连接，也可使用持久连接（HTTP/1.1)

  • 持久连接

    • 流水线

      • HTTP/1.1默认

    • 非流水线

      • 必须等待确认

  • 报文结构

    • 请求报文
    • 相应报文

• 超文本标记语言 HTML

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