网络--基本知识小记

重读本科时的网络课本，恶补网络知识，见笑了。。。

网络协议

OSI：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层（共7层）

TCP/IP：应用层（Telnet，FTP，E-Mail），运输层（TCP，UDP），网络层（IP，ICMP，IGMP），链路层（ARP，RARP，PPP）

IP地址： IPv4 32bit

A类：0 | 7 bit | 24 bit  （后两段是网络号和主机号） 0.0.0.0 - 127.255.255.255

B类：10 | 14 bit | 16 bit  128.0.0.0 - 191.255.255.255

C类：110 | 21 bit | 8 bit  192.0.0.0 - 223.255.255.255

D类：1110 | 28 bit（多播组号）224.0.0.0 - 239.255.255.255

E类：11110 | 27 bit  240.0.0.0 - 247.255.255.255

封装：IP首部，8 bit协议域

特殊的网址
　　l “lll0”开始的地址都叫多点广播地址。因此，任何第一个字节大于223小于240的IP地址(范围224.0.0.1-239.255.255.254)是多点广播地址；
　　l 每一个字节都为0的地址（“0.0.0.0”）对应于当前主机；
　　l IP地址中的每一个字节都为1的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址；
　　l IP地址中凡是以“llll0”开头的E类IP地址都保留用于将来和实验使用。
　　l IP地址中不能以十进制“127”作为开头，该类地址中数字127．0．0．1到127．1．1．1用于回路测试，如：127.0.0.1可以代表本机IP地址，用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。
　　l 网络ID的第一个6位组也不能全置为“0”，全“0”表示本地网络。

/etc/services 端口号

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0网络配置

电信网络：

1）电路交换网络：FDM（Frequence-Division Multiplexing）， TDM，CDMA码分多址

2）分组交换网络：虚电路网络（ATM等，交换机为它进行中的连接维持状态信息），数据报网络

网络接入：

1）住宅接入：DSL（digital subscriber line）数字用户线，HFC（hybird fiber coaxial cable）混合光纤同轴电缆（共享广播媒体）

2）公司接入：以太网

网络时延：

处理时延 + 排队时延 + 传输时延 + 传播时延

传输时延：分组长度 / 传输速率

传播时延：距离 / 光速

应用层协议：

1）HTTP（HyperText Transfer Protocol）超文本传输协议：

请求报文GET，提交表单POST，故障跟踪HEAD

Cookie 允许站点跟踪用户

2）FTP：两个并行的TCP连接——控制连接（Port：21）和数据连接（20）（数据连接非持久）

3）SMTP（simple mail transfer protocol）简单邮件传送协议：

MIME（Multipurpose Internet Mail Extension）多用途因特网邮件扩展，适合多媒体和非ASCII码

POP3（Post Office Protocol-Version3）第三版邮局协议，端口110

IMAP（Internet Mail Access Protocol）因特网邮件访问协议

4）DNS（Domain Name System）域名系统：

UDP，端口53

分布式层次数据库：根DNS服务器，顶级域（TLD）DNS服务器，权威DNS服务器，本地DNS服务器

递归和迭代查询

DNS缓存

运输层协议： 进程间数据交付，差错检查；但均不提供时延保证

TCP（Transmission Control Protocol）：传输控制协议，面向连接的可靠服务（松散的，只有两端知道连接），可靠数据传送（reliable data transfer），流控制（flow control），拥塞控制（congestion control）

UDP（User Datagram Protocol）：用户数据报协议，无连接的不可靠服务

GBN协议（Go-Back-N）滑动窗口协议，SR选择重传

TCP三次握手：

1）客户端->服务器， SYN报文段和起始序列号，SYN = 1，seq = client_isn

2）服务器->客户端，服务器为该TCP连接分配TCP缓存和变量，发送SYNACL报文段，SYN = 1，seq = server_isn，ack = client_isn + 1

3）客户端->服务器，客户端为该连接分配缓存和变量，SYN = 0，seq = client_isn + 1，ack = server_isn + 1

断开连接：

1）客户端发送FIN给服务器，服务器ACK

2）服务器发送FIN给客户端，客户端ACK

TCP拥塞控制算法：

1）加性增，乘性减

TCP发送方每收到一个确认后就把CongWin增加一点MSS * （MSS / CongWin）

每发生一次丢失事件时将当前的CongWin减半

2）慢启动

一个TCP连接开始时，CongWin初始置为一个MSS（最大报文段长maximum segment size），每过一个RTT将CongWin翻两倍，直到CongWin阈值

3）超时情况：进入慢启动

TCP所提供服务的主要特点
　　1．面向连接的传输；
　　2．端到端的通信；
　　3．高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序；
　　4．全双工方式传输；
　　5．采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列；
　　6．紧急数据传送功能。

延时：

2RTT + O/R

网络层协议：

每个路由器都有转发表，包括首部值和输出端口等，最长前缀匹配规则

IP数据报分片，最后一片的标志比特设为0

DHCP动态主机配置协议

网络地址转换（NAT）

选路算法：

1）全局选路算法：链路状态算法，一定程度的健壮性

2）分散式选路算法：距离向量算法

AS（autonomous system）自治系统

AS内部选路协议：

1）RIP（Routing Information Protocol）选路信息协议：距离向量协议，RIP通告

2）OSPF（Open Shortest Path First）开放最短路径优先：洪泛的链路状态协议和一个Dijkstra最低费用路径算法

AS间选路协议：BGP（Broder Gateway Protocol）边界网关协议

链路层协议：

CRC（循环冗余检测，cyclic redundancy check）：

数据D，附加比特R，R有r个bit

D * 2 ** r  XOR R

随机访问协议：

时隙ALOHA协议：经历了碰撞，以概率p重传该帧，否则该节点等待一帧传输时间

CSMA/CD载波侦听多址访问（带碰撞检测）：节点传输之前先听信道，有传输则回退一段随机时间；一旦碰撞，停止传输，协议解决

MAC地址：6 byte

ARP表：ip，mac，ttl

DHCP：客户端广播DHCP发现报文，DHCP服务器提供DHCP提供报文

集线器和交换机的区别：

1）集线器：提供了不同系的主机之间跨系通信；扩展了该LAN上任何一对节点之间的最大距离；多级设计为对付性能变差提供一定的余地。

独立的碰撞域扩展为一个大的碰撞域；不同以太网技术不可以；每个以太网技术的限制不同，有约束

2）交换机：地理范围上没有限制；自学习

独立碰撞域

交换机和路由器比较：

1）交换机：即插即用，相对高的分组过滤盒转发率；网络拓扑结构限制为一棵生成树，对广播风暴没有控制

2）路由器：大量丰富的拓扑结构，为广播风暴提供防火墙保护；每个分组处理时间较长，不是即插即用

PPP点对点协议：

标志字段表示开始和结束

无线网：

有线和无线的区别：

无线递减的信号强度；来自其他源的干扰；多路径传播

隐藏终端问题和衰减问题

Wi-FI：802.11无线LAN

链路层确认：

发送方DIFS分式帧间间隔后发送RTS；接收方接受后，SIFS短帧间间隔后发送CTS；发送方SIFS后发送该帧；接收方接受后，SIFS短帧间间隔后发送ACK