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


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