因特網的構成
1、邊緣部分:
由連接在因特網的主機構成,由用戶直接使用。
2、核心部分:
網絡和路由器,為邊緣部分提供服務。
通信方式分為兩大類:
客戶服務器方式,對等方式(P2P)。
在網絡的核心部分,起重要作用的是路由器,它負責實現分組交換,任務是轉發收到的分組。
分組交換:采用存儲轉發的技術。把一個長信息(報文)截取成短信息,並添加首部(包頭)。這樣,就構成了一個分組(首部+數據)。
不同類別的網絡:
廣域網(WAN)
城域網(MAN)
局域網(LAN)
個人區域網(PAN)
五層協議體系結構
物理層 – 數據鏈路層 – 網絡層 – 運輸層 – 應用層
應用層:直接為用戶應用進程提供服務。包括多種協議,例如支持萬維網應用的HTTP協議,支持電子郵件的SMTP協議,支持文件傳輸的FTP協議。
運輸層:主機進程之間的通信服務。包括兩種協議,TCP/UDP
網絡層:負責主機之間的通信。負責將數據封裝成分組或包進行傳送,使用IP協議。
數據鏈路層:將IP數據報組裝成幀,在相鄰節點的鏈路上,傳送幀中的數據。如果發現有錯,直接丟棄幀,改錯的任務交給運輸層的TCP協議來完成。
物理層:傳輸比特流。
數據鏈路層
兩種類型的信道:
點對點信道/廣播信道
常見硬件:網絡適配器
數據鏈路層的數據單元:
幀。
三個基本問題:封裝成幀,透明傳輸,差錯檢測。
1、封裝成幀:幀定界(SOH和EOT),最大傳輸單元MTU(規定了幀的數據部分的最大長度,默認為1500字節)
2、透明傳輸:為數據中添加轉義字符,防止幀定界字符被錯誤的識別。
3、差錯檢測:循環冗余檢驗CRC,近乎可實現無比特傳輸差錯。
點對點協議PPP:很簡單,收到一個幀,進行CRC檢驗,正確就收下,不正確就丟棄,其它什么都不做。PPPoE是在以太網上運行的PPP。PPP協議不是可靠的傳輸協議,不進行流量控制。
以太網兩個特點:
不可靠交付,采用曼徹斯特編碼。
曼徹斯特編碼:
從低到高跳變表示“1”,從高到低跳變表示“0”
一個重要協議:CSMA/CD,即載波監聽多點接入/碰撞檢測協議。
以太網的最短有效幀長度為64字節。
使用集線器的星型拓撲以太網。
以太網的MAC層。MAC地址,即硬件地址或物理地址。它保存在適配器(網卡)ROM中。
物理地址/MAC地址:
采用6字節(48位),前三個字節需要向IEEE購買,稱為組織唯一標識符,一個字節用兩個十六進制數表示,並用連字符隔開。如02-60-8C
后三個字節由廠家自行指派,稱為擴展標識符。
網絡層
網絡層提供的兩種服務:虛電路服務,數據報服務。
因特網采用的思路是:網絡層向上只提供靈活的、無連接的、盡最大能力交付的服務。
網絡協議IP:
與IP地址配套使用的協議還有:
地址解析協議ARP/逆地址解析協議RARP:IP地址和物理地址之間的轉化
將網絡連接起來的中間設備:
物理層轉發器,鏈路層網橋(橋接器),網絡層路由器,網絡層以上網關。
分類的IP地址:
網絡號+主機號,ABCDE共五類。
A類地址首位為0,前八位為網絡號。
B類地址10開頭,網絡號16位。
C類地址110開頭,網絡號24位。
D類地址1110開頭,為多播地址。
E類地址1111開頭,保留為今后使用。
划分子網/子網掩碼:A類子網掩碼:255.0.0.0,B類子網掩碼:255.255.0.0
無分類編址CIDR(構造超網):消除了傳統的ABC類地址,更有效利用地址空間。
虛擬專用網VPN:在因特網中的路由器,對於目的地址是專有地址的報文一律不轉發。
運輸層
運輸層為兩個主機的進程之間提供通信服務。
運輸層兩個重要協議:TCP(面向連接,可靠服務,流量控制,擁塞控制)/UDP(無連接)。
用戶數據報協議UDP:無連接的,盡最大努力交付,面向報文
傳輸控制協議TCP:面向連接的,點對點,可靠交付,全雙工通信,面向字節流。
TCP端點稱為套接字socket = IP:端口號
TCP可靠傳輸的實現
接收方的主機進行了三次流量控制,首先把接收窗口減低到300,后降低為100,最后為0。
TCP三次握手:
應用層
1、域名系統DNS
將域名解析為IP地址
mail.cctv.com–三級域名.二級域名.頂級域名
2、文件傳輸協議FTP
3、遠程終端協議TELNET
4、萬維網WWW
萬維網是一個大規模的、聯機式的信息儲藏所,英文簡稱為Web。它是一個分布式的超媒體系統。
重要概念:
統一資源定位符URL:協議://主機:端口/路徑
超文本傳輸協議HTTP:使用TCP協議,但是HTTP協議本身是無連接的
HTTP的報文結構:請求報文/響應報文。
5、電子郵件:
簡單郵件傳輸協議SMTP
郵件讀取協議POP3和IMAP(用戶代理協議)
6、動態主機配置協議DHCP:
即插即用聯網,使用UDP協議。