因特网的构成
1、边缘部分:
由连接在因特网的主机构成,由用户直接使用。
2、核心部分:
网络和路由器,为边缘部分提供服务。
通信方式分为两大类:
客户服务器方式,对等方式(P2P)。
在网络的核心部分,起重要作用的是路由器,它负责实现分组交换,任务是转发收到的分组。
分组交换:采用存储转发的技术。把一个长信息(报文)截取成短信息,并添加首部(包头)。这样,就构成了一个分组(首部+数据)。
不同类别的网络:
广域网(WAN)
城域网(MAN)
局域网(LAN)
个人区域网(PAN)
五层协议体系结构
物理层 – 数据链路层 – 网络层 – 运输层 – 应用层
应用层:直接为用户应用进程提供服务。包括多种协议,例如支持万维网应用的HTTP协议,支持电子邮件的SMTP协议,支持文件传输的FTP协议。
运输层:主机进程之间的通信服务。包括两种协议,TCP/UDP
网络层:负责主机之间的通信。负责将数据封装成分组或包进行传送,使用IP协议。
数据链路层:将IP数据报组装成帧,在相邻节点的链路上,传送帧中的数据。如果发现有错,直接丢弃帧,改错的任务交给运输层的TCP协议来完成。
物理层:传输比特流。
数据链路层
两种类型的信道:
点对点信道/广播信道
常见硬件:网络适配器
数据链路层的数据单元:
帧。
三个基本问题:封装成帧,透明传输,差错检测。
1、封装成帧:帧定界(SOH和EOT),最大传输单元MTU(规定了帧的数据部分的最大长度,默认为1500字节)
2、透明传输:为数据中添加转义字符,防止帧定界字符被错误的识别。
3、差错检测:循环冗余检验CRC,近乎可实现无比特传输差错。
点对点协议PPP:很简单,收到一个帧,进行CRC检验,正确就收下,不正确就丢弃,其它什么都不做。PPPoE是在以太网上运行的PPP。PPP协议不是可靠的传输协议,不进行流量控制。
以太网两个特点:
不可靠交付,采用曼彻斯特编码。
曼彻斯特编码:
从低到高跳变表示“1”,从高到低跳变表示“0”
一个重要协议:CSMA/CD,即载波监听多点接入/碰撞检测协议。
以太网的最短有效帧长度为64字节。
使用集线器的星型拓扑以太网。
以太网的MAC层。MAC地址,即硬件地址或物理地址。它保存在适配器(网卡)ROM中。
物理地址/MAC地址:
采用6字节(48位),前三个字节需要向IEEE购买,称为组织唯一标识符,一个字节用两个十六进制数表示,并用连字符隔开。如02-60-8C
后三个字节由厂家自行指派,称为扩展标识符。
网络层
网络层提供的两种服务:虚电路服务,数据报服务。
因特网采用的思路是:网络层向上只提供灵活的、无连接的、尽最大能力交付的服务。
网络协议IP:
与IP地址配套使用的协议还有:
地址解析协议ARP/逆地址解析协议RARP:IP地址和物理地址之间的转化
将网络连接起来的中间设备:
物理层转发器,链路层网桥(桥接器),网络层路由器,网络层以上网关。
分类的IP地址:
网络号+主机号,ABCDE共五类。
A类地址首位为0,前八位为网络号。
B类地址10开头,网络号16位。
C类地址110开头,网络号24位。
D类地址1110开头,为多播地址。
E类地址1111开头,保留为今后使用。
划分子网/子网掩码:A类子网掩码:255.0.0.0,B类子网掩码:255.255.0.0
无分类编址CIDR(构造超网):消除了传统的ABC类地址,更有效利用地址空间。
虚拟专用网VPN:在因特网中的路由器,对于目的地址是专有地址的报文一律不转发。
运输层
运输层为两个主机的进程之间提供通信服务。
运输层两个重要协议:TCP(面向连接,可靠服务,流量控制,拥塞控制)/UDP(无连接)。
用户数据报协议UDP:无连接的,尽最大努力交付,面向报文
传输控制协议TCP:面向连接的,点对点,可靠交付,全双工通信,面向字节流。
TCP端点称为套接字socket = IP:端口号
TCP可靠传输的实现
接收方的主机进行了三次流量控制,首先把接收窗口减低到300,后降低为100,最后为0。
TCP三次握手:
应用层
1、域名系统DNS
将域名解析为IP地址
mail.cctv.com–三级域名.二级域名.顶级域名
2、文件传输协议FTP
3、远程终端协议TELNET
4、万维网WWW
万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所,英文简称为Web。它是一个分布式的超媒体系统。
重要概念:
统一资源定位符URL:协议://主机:端口/路径
超文本传输协议HTTP:使用TCP协议,但是HTTP协议本身是无连接的
HTTP的报文结构:请求报文/响应报文。
5、电子邮件:
简单邮件传输协议SMTP
邮件读取协议POP3和IMAP(用户代理协议)
6、动态主机配置协议DHCP:
即插即用联网,使用UDP协议。