網絡基礎數據（網絡基礎信息）

本篇文章給大家談談網絡基礎數據，以及網絡基礎信息對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄一覽：

• 1、如何掌握網絡基礎知識
• 2、[計算機網絡之一] 網絡基礎知識
• 3、28 張圖詳解網絡基礎知識：OSI、TCP/IP 參考模型（含動態圖）
• 4、計算機網絡基礎重要知識點
• 5、計算機網絡基礎有哪些需要掌握的知識點
• 6、網絡基礎-傳輸層, 網絡層數據鏈路層

如何掌握網絡基礎知識

思科網絡技術學院項目是Cisco公司在全球范圍推出的一個主要面向初級網絡工程技術人員的培訓項目。

《思科網絡技術學院教程CCNAExploration：網絡基礎知識》作為思科網絡技術學院的指定教材，適合準備參加CCNA認證考試的讀者。另外《思科網絡技術學院教程CCNAExploration：網絡基礎知識》也適合各類網絡技術人員參考閱讀。

《思科網絡技術學院教程CCNAExploration：路由協議和概念》由Cisco講師編寫，旨在作為參考書供讀者隨時隨地閱讀。以鞏固課程內容以及充分利用時間。另外，《思科網絡技術學院教程CCNAExploration：路由協議和概念》還包含CCENT7CCNA考試涉及的主題?！端伎凭W絡技術學院教程CCNAExploration：路由協議和概念》的編排有助于使讀者將重點放在重要概念上，從而成功地完成本課程的學習。目標：在每章開始部分以問題的形式概述本章的核心概念。關鍵術語：在每章開始部分提供本章所引用的網絡術語列表。術語表：超過250條的全新術語參考?！皺z查你的理解”問題和答案：用每章后的問題來進行理解力測試。附錄中的答案對每個問題進行了解釋。挑戰的問題和實踐：利用與CCNA考試中相類似的復雜問題挑戰自己。附錄中的答案對每個問題進行了解釋。 [編輯本段]目錄第1章　生活在以網絡為中心的世界里　1

1.1　目標　1

1.2　關鍵術語　1

1.3　在以網絡為中心的世界相互通信　2

1.3.1　網絡支撐著我們的生活方式　2

1.3.2　當今最常用的幾種通信工具　3

1.3.3　網絡支撐著我們的學習方式　3

1.3.4　網絡支撐著我們的工作方式　4

1.3.5　網絡支撐著我們*** 的方式　5

1.4　通信：生活中不可或缺的一部分　5

1.4.1　何為通信　6

1.4.2　通信質量　6

1.5　網絡作為一個平臺　6

1.5.1　通過網絡通信　7

1.5.2　網絡要素　7

1.5.3　融合網絡　9

1.6　Internet的體系結構　10

1.6.1　網絡體系結構　10

1.6.2　具備容錯能力的網絡體系結構　11

1.6.3　可擴展網絡體系結構　13

1.6.4　提供服務質量　13

1.6.5　提供網絡安全保障　15

1.7　網絡趨勢　16

1.7.1　它的發展方向是什么？　16

1.7.2　網絡行業就業機會　17

1.8　總結　17

1.9　實驗　18

1.10　檢查你的理解　18

1.11　挑戰的問題和實踐　20

1.12　知識拓展　20

第2章　網絡通信　21

2.1　目標　21

2.2　關鍵術語　21

2.3　通信的平臺　22

2.3.1　通信要素　22

2.3.2　傳送消息　23

2.3.3　網絡的組成部分　23

2.3.4　終端設備及其在網絡中的作用　24

2.3.5　中間設備及其在網絡中的作用　24

2.3.6　網絡介質　25

2.4　局域網、廣域網和網際網絡　26

2.4.1　局域網　26

2.4.2　廣域網　26

2.4.3　Internet：由多個網絡組成的網絡　26

2.4.4　網絡表示方式　27

2.5　協議　28

2.5.1　用于規范通信的規則　28

2.5.2　網絡協議　29

2.5.3　協議族和行業標準　29

2.5.4　協議的交互　29

2.5.5　技術無關協議　30

2.6　使用分層模型　30

2.6.1　使用分層模型的優點　30

2.6.2　協議和參考模型　31

2.6.3　TCP/IP模型　31

2.6.4　通信的過程　32

2.6.5　協議數據單元和封裝　32

2.6.6　發送和接收過程　33

2.6.7　OSI模型　33

2.6.8　比較OSI模型與TCP/IP模型　34

2.7　網絡編址　35

2.7.1　網絡中的編址　35

2.7.2　數據送達終端設備　35

2.7.3　通過網際網絡獲得數據　35

2.7.4　數據到達正確的應用程序　36

2.8　總結　37

2.9　實驗　37

2.10　檢查你的理解　37

2.11　挑戰的問題和實踐　39

2.12　知識拓展　39

第3章　應用層功能及協議　41

3.1　目標　41

3.2　關鍵術語　41

3.3　應用程序：網絡間的接口　42

3.3.1　OSI模型及TCP/IP模型　42

3.3.2　應用層軟件　44

3.3.3　用戶應用程序、服務以及應用層協議　45

3.3.4　應用層協議功能　45

3.4　準備應用程序和服務　46

3.4.1　客戶端—服務器模型　46

3.4.2　服務器　46

3.4.3　應用層服務及協議　47

3.4.4　點對點網絡及應用程序　48

3.5　應用層協議及服務實例　49

3.5.1　DNS服務及協議　50

3.5.2　WWW服務及HTTP　53

3.5.3　電子郵件服務及SMTP/POP協議　54

3.5.4　電子郵件服務器進程——MTA及MDA　55

3.5.5　FTP　56

3.5.6　DHCP　57

3.5.7　文件共享服務及SMB協議　58

3.5.8　P2P服務和Gnutella協議　59

3.5.9　Telnet服務及協議　60

3.6　總結　61

3.7　實驗　61

3.8　檢查你的理解　62

3.9　挑戰的問題和實踐　63

3.10　知識拓展　64

第4章　OSI傳輸層　65

4.1　目標　65

4.2　關鍵術語　65

4.3　傳輸層的作用　66

4.3.1　傳輸層的用途　66

4.3.2　支持可靠通信　69

4.3.3　TCP和UDP　70

4.3.4　端口尋址　71

4.3.5　分段和重組：分治法　74

4.4　TCP：可靠通信　75

4.4.1　創建可靠會話　75

4.4.2　TCP服務器進程　76

4.4.3　TCP連接的建立和終止　76

4.4.4　三次握手　76

4.4.5　TCP會話終止　78

4.4.6　TCP窗口確認　79

4.4.7　TCP重傳　80

4.4.8　TCP擁塞控制：將可能丟失的數據段降到最少　80

4.5　UDP協議：低開銷通信　81

4.5.1　UDP：低開銷與可靠性對比　81

4.5.2　UDP數據報重組　82

4.5.3　UDP服務器進程與請求　82

4.5.4　UDP客戶端進程　82

4.6　總結　83

4.7　實驗　84

4.8　檢查你的理解　84

4.9　挑戰的問題和實踐　86

4.10　知識拓展　86

第5章　OSI網絡層　87

5.1　學習目標　87

5.2　關鍵術語　87

5.3　IPv4地址　88

5.3.1　網絡層：從主機到主機的通信　88

5.3.2　IPv4：網絡層協議的例子　90

5.3.3　IPv4數據包：封裝傳輸層PDU　92

5.3.4　IPv4數據包頭　92

5.4　網絡：將主機分組　93

5.4.1　建立通用分組　93

5.4.2　為何將主機劃分為網絡？　95

5.4.3　從網絡劃分網絡　97

5.5　路由：數據包如何被處理　98

5.5.1　設備參數：支持網絡外部通信　98

5.5.2　IP數據包：端到端傳送數據　98

5.5.3　網關：網絡的出口　99

5.5.4　路由：通往網絡的路徑　100

5.5.5　目的網絡　102

5.5.6　下一跳：數據包下一步去哪　103

5.5.7　數據包轉發：將數據包發往目的　103

5.6　路由過程：如何學習路由　104

5.6.1　靜態路由　104

5.6.2　動態路由　104

5.6.3　路由協議　105

5.7　總結　106

5.8　試驗　106

5.9　檢查你的理解　107

5.10　挑戰問題和實踐　108

5.11　知識拓展　109

第6章　網絡編址：IPv4　110

6.1　學習目標　110

6.2　關鍵術語　110

6.3　IPv4地址　111

6.3.1　IPv4地址剖析　111

6.3.2　二進制與十進制數之間的轉換　112

6.3.3　十進制到二進制的轉換　114

6.3.4　通信的編址類型：單播、廣播，多播　118

6.4　不同用途的IPv4地址　121

6.4.1　IPv4網絡范圍內的不同類型地址　121

6.4.2　子網掩碼：定義地址的網絡和主機部分　122

6.4.3　公用地址和私用地址　123

6.4.4　特殊的單播IPv4地址　124

6.4.5　傳統IPv4編址　125

6.5　地址分配　127

6.5.1　規劃網絡地址　127

6.5.2　最終用戶設備的靜態和動態地址　128

6.5.3　選擇設備地址　129

6.5.4　Internet地址分配機構(IANA)　130

6.5.5　ISP　131

6.6　計算地址　132

6.6.1　這臺主機在我的網絡上嗎？　132

6.6.2　計算網絡、主機和廣播地址　133

6.6.3　基本子網　135

6.6.4　子網劃分：將網絡劃分為適當大小　138

6.6.5　細分子網　140

6.7　測試網絡層　145

6.7.1　ping127.0.0.1：測試本地協議族　146

6.7.2　ping網關：測試到本地網絡的連通性　146

6.7.3　ping遠程主機：測試到遠程網絡的連通性　146

6.7.4　traceroute(tracert)：測試路徑　147

6.7.5　ICMPv4：支持測試和消息的協議　149

6.7.6　IPv6概述　150

6.8　總結　151

6.9　試驗　151

6.10　檢查你的理解　152

6.11　挑戰問題和實踐　153

6.12　知識拓展　153

第7章　OSI數據鏈路層　154

7.1　學習目標　154

7.2　關鍵術語　154

7.3　數據鏈路層：訪問介質　155

7.3.1　支持和連接上層服務　155

7.3.2　控制通過本地介質的傳輸　156

7.3.3　創建幀　157

7.3.4　將上層服務連接到介質　158

7.3.5　標準　159

7.4　MAC技術：將數據放入介質　159

7.4.1　共享介質的MAC　159

7.4.2　無共享介質的MAC　161

7.4.3　邏輯拓撲與物理拓撲　161

7.5　MAC：編址和數據封裝成幀　163

7.5.1　數據鏈路層協議：幀　163

7.5.2　封裝成幀：幀頭的作用　164

7.5.3　編址：幀的去向　164

7.5.4　封裝成幀：幀尾的作用　165

7.5.5　數據鏈路層幀示例　165

7.6　匯總：跟蹤通過Internet的數據傳輸　169

7.7　總結　172

7.8　試驗　173

7.9　檢查你的理解　173

7.10　挑戰問題和實踐　174

7.11　知識拓展　174

第8章　OSI物理層　176

8.1　學習目標　176

8.2　關鍵術語　176

8.3　物理層：通信信號　177

8.3.1　物理層的用途　177

8.3.2　物理層操作　177

8.3.3　物理層標準　178

8.3.4　物理層的基本原則　178

8.4　物理層信號和編碼：表示比特　179

8.4.1　用于介質的信號比特　179

8.4.2　編碼：比特分組　181

8.4.3　數據傳輸能力　182

8.5　物理介質：連接通信　183

8.5.1　物理介質的類型　183

8.5.2　銅介質　184

8.5.3　光纖介質　187

8.5.4　無線介質　189

8.5.5　介質連接器　190

8.6　總結　191

8.7　試驗　191

8.8　檢查你的理解　192

8.9　挑戰問題和實踐　193

8.10　知識拓展　194

第9章　以太網　195

9.1　學習目標　195

9.2　關鍵術語　195

9.3　以太網概述　196

9.3.1　以太網：標準和實施　196

9.3.2　以太網：第1層和第2層　196

9.3.3　邏輯鏈路控制：連接上層　197

9.3.4　MAC：獲取送到介質的數據　197

9.3.5　以太網的物理層實現　198

9.4　以太網：通過LAN通信　198

9.4.1　以太網歷史　199

9.4.2　傳統以太網　199

9.4.3　當前的以太網　200

9.4.4　發展到1Gbit/s及以上速度　200

9.5　以太網幀　201

9.5.1　幀：封裝數據包　201

9.5.2　以太網MAC地址　202

9.5.3　十六進制計數和編址　203

9.5.4　另一層的地址　205

9.5.5　以太網單播、多播和廣播　205

9.6　以太網MAC　207

9.6.1　以太網中的MAC　207

9.6.2　CSMA/CD：過程　207

9.6.3　以太網定時　209

9.6.4　幀間隙和回退　211

9.7　以太網物理層　212

9.7.1　10Mbit/s和100Mbit/s以太網　212

9.7.2　吉比特以太網　213

9.7.3　以太網：未來的選擇　214

9.8　集線器和交換機　215

9.8.1　傳統以太網：使用集線器　215

9.8.2　以太網：使用交換機　216

9.8.3　交換：選擇性轉發　217

9.9　地址解析協議(ARP)　219

9.9.1　將IPv4地址解析為MAC地址　219

9.9.2　維護映射緩存　220

9.9.3　刪除地址映射　222

9.9.4　ARP廣播問題　223

9.10　總結　223

9.11　試驗　223

9.12　檢查你的理解　224

9.13　挑戰問題和實踐　225

9.14　知識拓展　225

第10章　網絡規劃和布線　226

10.1　學習目標　226

10.2　關鍵術語　226

10.3　LAN：進行物理連接　227

10.3.1　選擇正確的LAN設備　227

10.3.2　設備選擇因素　228

10.4　設備互連　230

10.4.1　LAN和WAN：實現連接　230

10.4.2　進行LAN連接　234

10.4.3　進行WAN連接　237

10.5　制定編址方案　239

10.5.1　網絡上有多少主機？　240

10.5.2　有多少網絡？　240

10.5.3　設計網絡地址的標準　241

10.6　計算子網　242

10.6.1　計算地址：例1　242

10.6.2　計算地址：例2　245

10.7　設備互連　246

10.7.1　設備接口　246

10.7.2　進行設備的管理連接　247

10.8　總結　248

10.9　試驗　249

10.10　檢查你的理解　249

10.11　挑戰問題和實踐　250

10.12　知識拓展　252

第11章　配置和測試網絡　253

11.1　學習目標　253

11.2　關鍵術語　253

11.3　配置Cisco設備：IOS基礎　254

11.3.1　CiscoIOS　254

11.3.2　訪問方法　254

11.3.3　配置文件　256

11.3.4　介紹CiscoIOS模式　257

11.3.5　基本IOS命令結構　259

11.3.6　使用CLI幫助　260

11.3.7　IOS檢查命令　264

11.3.8　IOS配置模式　266

11.4　利用CiscoIOS進行基本配置　266

11.4.1　命名設備　266

11.4.2　限制設備訪問：配置口令和標語　268

11.4.3　管理配置文件　271

11.4.4　配置接口　274

11.5　校驗連通性　276

11.5.1　驗證協議族　276

11.5.2　測試接口　277

11.5.3　測試本地網絡　280

11.5.4　測試網關和遠端的連通性　281

11.5.5　trace命令和解釋trace命令的結果　282

11.6　監控和記錄網絡　286

11.6.1　網絡基線　286

11.6.2　捕獲和解釋trace信息　287

11.6.3　了解網絡上的節點　288

11.7　總結　290

11.8　試驗　291

11.9　檢查你的理解　292

11.10　挑戰問題和實踐　293

11.11　知識拓展　293

[計算機網絡之一] 網絡基礎知識

??協議就是計算機與計算機之間通過網絡實現通信時事先達成的一種 “約定”。這種 “約定” 使那些由不同的廠商、不同的 CPU 以及不同的操作系統組成的計算機之間，只要遵循相同的協議就能夠實現通信。

??TCP/IP、AppleTalk（僅限蘋果計算機使用）、SNA（IBM）、DECnet（DEC）、IPX/SPX（Novell）

??分組交換是指將大數據分割為一個個叫做包的較小單位進行傳輸的方法。

?? ISO （International Organization for Stardards，國際標準化組織）制定了國際標準 OSI （Open System Interconnection，開放系統互聯參考模型），但是沒有得到普及，反而是隨 Apanet 而生的 TCP/IP 協議在大學研究機構和計算機行業的推動下成為實際的業界標準。

??每個分層都接收由它下一層所提供的特定服務，并且負責為自己的上一層提供特定服務。上下層之間進行交互所遵循的約定叫做 “接口” ，同一層之間交互所遵循的約定叫做 “協議” 。

??協議分層參考了計算機軟件中的模塊化開發。

??單播、廣播、多播、任播。

??一個地址必須明確地表示一個主體對象，在同一個通信網絡中不允許有兩個相同地址的通信主體存在。

??有層次性的地址方便高效地找到通訊目標（eg: 快遞地址國家、省市區）

??MAC地址有唯一性但沒有層次性。

??以太網、無線、幀中繼、ATM、FDDI、ISDN。

??NIC（Network Interface Card，網絡接口卡），計算機必須有網卡才能接入網絡。

??物理層面上延長網絡的設備。將電纜傳遞過來的光電信號經過波形調整和放大之后傳遞給另一個電纜。

集線器 ：提供多個端口的中繼器。

??數據鏈路層面連接兩個網絡的設備。 不同網絡可能采用了不同的數據鏈路，數據傳輸的速率可能完全不一樣 ，網橋會緩存一個網段傳輸到另一個網段的數據幀，再重新生成信號作為全新的幀轉發給另一個網段（這里我理解不同數據鏈路幀的格式不一樣，所以網橋需要緩存數據并轉換位另一個數據鏈路中的幀格式）。

??網橋的其他作用：

① 根據數據幀中的 FCS 檢查數據幀是否已損壞，是則不轉發；

② 自學習MAC設備來自哪些網絡，并記錄在地址轉發表中（地址轉發表記錄硬件地址與網絡的映射關系）；

③ 過濾功能控制網絡流量。

交換集線器 ：每個端口都相當于一個網橋。

??網絡層面上連接兩個網絡、并對分組報文進行轉發的設備。

應用場景：廣域網加速器、特殊應用訪問加速、防火墻。

??將傳輸層到應用層的數據進行轉發和翻譯的設備。

代理服務器 ：控制流量和出于安全考慮，客戶端和服務端無需在網絡上直接通信，而是從傳輸層到應用層對數據和訪問進行各種控制和處理。

??研發基于分組交換技術的 ARPANET，取代容災性差的中央集中式網絡。

??單個網絡無法解決所有通信問題，開始研究網絡互連技術，出現了 TCP/IP，并首先被 BSD UNIX 采用，隨之被廣泛使用變得流程，所有使用 TCP/IP 協議的計算機都能利用互連網相互通信。

??圍繞大型計算機中心建設計算機網絡，即 NSFNET（國家科學基金網），它是一個三級網絡，分為主干網、地區網和校園網。這種三級計算機網絡覆蓋了全美主要的大學和研究所，并成為互聯網中的主要組成部分。

??NSFNET 逐漸被商用的互聯網主干網替代，政府機構不再負責互聯網的運營。用戶接入互聯網需要通過 ISP（Internet Service Provider：互聯網服務提供商）。

?? IXP（Internet eXchange Point）互聯網交換點 的作用是允許兩個網絡直接相連并交換分組，而不需要再通過第三個網絡（如上圖中的主干 ISP）來轉發分組。

??所有的互聯網標準都是以 RFC 的形式在互聯網上發表的，但并非所有的 RFC 文檔都是互聯網標準。

??制定互聯網的正式標準要經過以下三個階段

（1）互聯網草案

（2）建議標準

（3）互聯網標準

??由所有連接在互聯網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的額，用來進行通信和資源共享。

??由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成。這部分視為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。

① 電路交換的起源

② 電路交換的特點

??在使用信道時，信道兩端的兩個用戶始終占用端到端的通信資源，線路上真正傳送數據的時間比例很小，傳輸效率很低。

③ 電路交換的步驟

?? 建立連接 （占用通信資源）→ 通話 （一直占用通信資源）→ 釋放連接 （歸還通信資源）

??電報通信采用基于存儲轉發原理的報文交換，整個報文被發送到相鄰結點，存儲下來，再轉發到下一個結點。

① 分組交換的特點

??把一個完整的報文劃分為一個個分組，每個分組傳送到相鄰結點后，存在下來查找轉發表，在轉發到下一個結點。

② 分組交換的優缺點

優點：每個分組可以經過不同的路由，使得有更好的可靠性，也能充分利用網絡性能。

缺點：分組控制信息有一定開銷，路由器存儲轉發時需要排隊導致產生時延，無法確保通信時端到端所需的寬帶。

① 廣域網 WAN（Wide Area Network） 廣域網的作用范圍通常為幾十到幾千公里，是互聯網的核心，其任務是通過長距離運送主機鎖發送的數據。連接廣域網各結點交換機的鏈路一般都是高速鏈路，具有較大的通信量。

② 城域網 MAN（Metropolotan Area Network） 城域網的作用范圍一般是一個城市，作用距離約為 5 ~ 50 km?？梢詾橐粋€或幾個單位所用歐，也可以是一種公用設置，用來將多個局域網進行互聯。目前很多城域網采用的是以太網技術。

③ 局域網 LAN（Local Area Network） 局域網一般用微型計算機或工作站通過高速通信鏈路相連（速率通常在 10 Mbit/s 以上），但地理上則局限在較小的范圍（如 1 km 左右）。在局域網發展的初期，一個學?；蚬S往往只擁有有個局域網，但現在局域網已非常廣泛地使用，學?；蚱髽I大都擁有多個互連的局域網（這樣的網絡常稱為 校園網 或 企業網 ）。

④ 個人局域網 PAN（Personal Area Network） 個人局域網就是在個人工作的地方把屬于個人使用的電子設備用無線技術連接起來的網絡，因此也常稱為 無線個人局域網 WPAN（Wireless PAN） ，其范圍很小，大約在 10 m 左右。

① 公用網（pulic network） 電信公司出資建造的大型網絡。

② 專用網（private network） 某個部門為滿足本單位的特殊業務工作的需要而建造的網絡。這種網絡不向本單位以外的人提供服務，例如，軍隊、鐵路、銀行、電力等系統均有本系統的專用網。

?? 接入網（Access Network） ，又稱為本地接入網或居民接入網。

??數據的傳輸速率，也稱為數據率或比特率，單位為 bit/s（比特每秒）（或 b/s，有時也寫為 bps，即 bit per second）。

??1 kbit/s = 1 × 103 bit/s，1 Mbit/s = 1 × 10^6 bit/s，1 Gbit/s = 1 × 10^9 bit/s，1 Tbit/s = 1 × 10^12 bit/s

??吞吐量表示在單位時間內通過某個網絡的實際的數據量，單位同速率帶寬。

??時延是指數據從網絡的一端傳送到另一端所需的時間，網絡時延由幾個部分組成：

?????????????? 網絡總時延 = 發送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延

[誤區] 光纖的傳播速率實際上比銅線要慢，但是光纖的帶寬卻比普通的雙絞線要快，這是因為光信號的抗干擾性強，并且可以通過波分復用的信道復用技術，達到一路光纖傳輸多路信號的效果。

??時延帶寬積表示信道中可以容納多少比特。

??在計算機網絡中，往返時間 RTT（Round-Trip Time）是一個重要的性能指標，因為在許多情況下，互聯網上的信息不僅僅單方向傳輸而是雙向交互的。

??使用衛星通信時，發送時延很短，主要消耗在來回傳播時延上，即往返時間相對較長。

??利用率有信道利用率和網絡利用率兩種。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）。完全空閑的信道的利用率為零。網絡利用率則是全網絡的信道利用率的加權平均值。

??D0 表示網絡空閑時的時延，D 表示網絡當前的時延，U 表示利用率，則

??U = 1 - D0/D，變形一下，有

??信道利用率不是越高越好，因為信道利用率增大時，網絡時延也會增加，因為排隊時延增大。所以當 U 趨于 1 時，D 會趨于無限大，所以 信道或網絡的利用率過高會產生非常大的時延 。

??費用、質量、標準化、可靠性、可擴展性和可升級性、易于管理和維護。

① 語法，即數據與控制信息的結構或格式；

② 語義，即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應；

③ 同步，即時間實現順序的詳細說明。

① 各層獨立；

② 靈活性好；

③ 結構上可分割開；

④ 易于實現和維護；

⑤ 能促進標準化工作。

?? 計算機網絡的各層及其協議的集合就是網絡的體系結構。

實體 ：表示任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。

協議 ：協議是水平的，控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。

服務 ：服務是垂直的，下層通過接口向上層提供服務。

服務訪問點 ：SAP（Service Access Point），同一系統中相鄰兩層的實體進行交互的地方。

28 張圖詳解網絡基礎知識：OSI、TCP/IP 參考模型（含動態圖）

目錄

1、網絡協議

其實協議在我們生活中也能找到相應的影子。

舉個例子，有 2 個男生準備追求同一個妹子，妹子來自河南，講河南話，還會點普通話；一個男生來自胡建，講閩南語，也會點普通話；另一個男生來自廣東，只講粵語；

協議一致，溝通自如

語言不通，無法溝通

你們猜猜？最后誰牽手成功了？答案肯定是來自胡建的那位，雙方可以通過 普通話 進行溝通，表達內容都能理解。而來自廣東的帥哥只會講粵語，不會普通話，妹子表示聽不懂，就無法進行溝通下了。

每個人的成長環境不同，所講的語言、認知、理解能力也就不同。為了使來自五湖四海的朋友能溝通自如，就需要大家協商，認識某一個語言或規則，彼此能互相理解，這個語言就是普通話。

通過這個例子，大家可以這樣理解：

把普通話比作“協議”、把聊天比作“通信”，把說話的內容比作“數據”。

相信這樣類比，大家就知道，協議是什么了？

簡單地說，就是程序員指定一些標準，使不同的通信設備能彼此正確理解、正確解析通信的內容。我們都知道計算機世界里是二進制，要么 1，要么 0，那為啥可以表達豐富多彩的內容呢？

也是因為協議，不同字段，不同組合，可以解析不同意思，這就依然協議，讓協議來正確處理。

例如，我們使用手機連 WiFi 來刷抖音，使用的是 802.11（WLAN）協議，通過這個協議接入網絡。如果你所連的 WIFI 是不需要手動設置 IP 地址，是通過自動獲取的，就使用到了 DHCP 協議，這樣你的手機算上接入了 局域網， 如果你局域網內有臺 NAS 服務器，存放了某些不可描述的視頻資源，你就可以訪問觀看了，但這時你可能無法訪問互聯網資源，例如，你還想刷會抖音，看看妹子扭一扭，結果出現如下畫面：

出現這種畫面，說明無法使用 互聯網， 可能是無線路由器沒有設置好相關協議，比如： NAT、PPPoE 協議（上網賬號或密碼設置錯誤了），只有設置正確了，就可以通過運營商（ISP）提供的線路把局域網接入到互聯網中，實現手機可以訪問互聯網上的資源（服務器）。玩微信撩妹子、刷抖音看妹子。

網絡協議示意圖

延伸閱讀

1、局域網：最顯著的特點就是范圍有限，行政可控的區域可以是一所高校、一個餐廳、一個園區、一棟辦公樓或一個家庭的私有網絡。

2、城域網：原本是介意局域網和廣域網之間，實際工作中很少再刻意去區分城域網和廣域網了，所以這邊不再介紹。

3、廣域網：簡單說就是負責把多個局域網連接起來，它的傳輸距離長距離傳輸，廣域網的搭建一般是由運營商來。

4、互聯網：把全世界上提供資源共享的 IT 設備所在網絡連接起來，接入了互聯網就可以隨時隨地訪問這些資源了。

5、物聯網：把所有具有聯網功能的物體都接入互聯網就形成了物聯網。如空調聯網，就可以遠程控制空調； 汽車 聯網，就可以遠程獲取行程數據。

總結一下吧！我們可以把電腦、手機等 IT 設備比喻做來自五湖四海的人們，大家都通過多種語言（網絡協議）實現溝通（通信）。所有人要一起交流，就用普通話，大家都能理解。所有胡建人在一起，就用閩南語進行溝通，彼此也能理解。這么的方言，就好比計算機網絡世界里也有這么多協議，只是不同協議用在不同地方。

好奇的同學，可能就會問，那網絡協議是由誰來規定呢？這就需要提到一個組織，ISO。這個組織制定了一個國際標準 ，叫做 OSI 參考模型，如下，很多廠商都會參考這個制定網絡協議。

OSI 參考模型圖

2、OSI 參考模型

既然是模型，就好比模范一樣，大家都要向它學習，以它為原型，展開學習研究。前面我們也提到了一些協議，這么多協議如果不進行歸納，分層，大家學習起來是不是感覺很凌亂？

所以 OSI 參考模型就是將這樣復雜的協議整理并進行分層，分為易于理解的 7 層，并定義每一層的 服務 內容，協議的具體內容是 規則 。上下層之間通過 接口 進行交互，同一層之間通過 協議 進行交互。相信很多網絡工程師在今后工作中遇到問題，討論協議問題還會用到這個模型展開討論。所以說，對于計算機網絡初學者來說，學習了解 OSI 參考模型就是通往成功的第一步。

OSI 參考模型分層功能

7.應用層

為應用程序提供服務并規定應用程序中通信相關的細節，OSI 的最高層。包括文件傳輸、Email、遠程登錄等協議。程序員接觸這一層比較多。

應用層示例圖

6.表示層

主要負責數據格式的轉換，為上下層能夠處理的格式。如編碼、加密、解密等。

表示層示例圖

5.會話層

即負責建立、管理和終止通信連接（數據流動的邏輯通路），數據分片、重組等傳輸的管理。

會話層示例圖

4.傳輸層

保證可靠傳輸，不需要再路由器上處理，只需再通信雙方節點上進行處理，如處理差錯控制和流量控制。

傳輸層示例圖

3.網絡層

主要負責尋址和路由選擇，將數據包傳輸到目的地。

網絡層示例圖

2.數據鏈路層

負責物理層面上互連、節點之間的通信傳輸，將0 、 1 序列比特流劃分為具有意義的數據幀傳輸給對端。這一層有點類似網絡層，網絡層也是基于目的地址來傳輸，不同是：網絡層是將數據包負責在整個網絡轉發，而數據鏈路層僅是在網段內轉發，所以大家抓包會發現，源目 MAC 地址每經過一個二層網段，都會變化。

數據鏈路層示例圖

1.物理層

負責 0、1 比特流（0、1 序列）與電壓高低電平、光的閃滅之間的互相轉換，為數據鏈路層提供物理連接。

物理層示例圖

OSI 為啥最后沒有得到運用呢？其實最主要的原因，是 OSI 模型出現的比 tcp/ip 出現的時間晚，在 OSI 開始使用前，TCP/IP 已經被廣泛的應用了。如果要換成 OSI 模型也不太現實。其次是 OSI 是專家們討論，最后形成的，由于沒有實踐，導致該協議實現起來很復雜，很多廠商不愿意用 OSI，與此相比，TCP/IP 協議比較簡單，實現起來也比較容易，它是從公司中產生的，更符合市場的要求。綜合各種因素，最終 OSI 沒有被廣泛的應用。

下面我們來看看 TCP/IP 與 OSI 分層之間的對應關系及相應的協議：

4.應用層

從上圖，可以知道 TCP/IP 四層模型，把應用層、表示層、會話層集成再一起了，該層的協議有：HTTP 、 POP3 、 TELNET 、 SSH 、 FTP 、 SNMP 等。

目前，大部分基于 TCP/IP 的應用都是 客戶端/服務端 架構。一般我們把提供資源服務的那一側叫服務端， 發起訪問服務資源的這一側叫客戶端。

應用層

3.傳輸層

主要職責就是負責兩端節點間的應用程序互相通信，每個節點上可能有很多應用程序，例如，登錄了微信，又打開了網頁，又打開迅雷看看，那數據到達后怎么正確傳送到相應的應用程序呢？那就需要 端口號 來正確識別了。傳輸層中最為常見的兩個協議分別是傳輸控制協議 TCP （Transmission Control Protocol）和用戶數據報協議 UDP （User Datagram Protocol）

面向連接 顧名思義，就是建立連接，什么時候建立連接呢？就是在通信之前需要先建立一條邏輯的通信鏈路。就跟我們平時打電話一樣，得先撥通，通了之后即鏈路建立好了，這條鏈路只有你和對方可以在這條鏈路傳播說話內容。掛電話后，這條鏈路也就斷開了。

面向無連接 無連接，即通信之前不需要建立連接，直接發送即可。跟我們以前寫信很像，不需要管對方在不在？直接寫信寄過去就可以了。

面向連接傳輸

面向無連 接傳輸

2.網絡層

主要職責就是將數據包從源地址發送到目的地址。

在網絡傳輸中，每個節點會根據數據的 IP 地址信息，來判斷該數據包應該由哪個接口（網卡）發送出去。各個地址會參考一個發出接口列表， MAC 尋址中所參考的這張表叫做 MAC 地址轉發表 ，而 IP 尋址中所參考的叫做 路由表 。MAC 地址轉發表根據自學自動生成。路由控制表則根據路由協議自動生成。MAC 地址轉發表中所記錄的是實際的 MAC 地址本身，而路由表中記錄的 IP 地址則是集中了之后的網絡號（即網絡號與子網掩碼）。

1.網絡接口層

在 TCP/IP 把物理層和數據鏈路層集成為 網絡接口層 。主要任務是將上層的數據封裝成幀發送到網絡上，數據幀通過網絡到達對端，對端收到后對數據幀解封，并檢查幀中包含的 MAC 地址。如果該地址就是本機的 MAC 地址或者是廣播地址，則上傳到網絡層，否則丟棄該幀。

封裝與解封裝

所謂的封裝，其實就跟你寄快遞的時候，給物品加上紙盒包裝起來或者快件到站點，快遞員貼一層標簽的過程。在網絡上，就是上層的數據往下送的時候，下層會添加頭部，不過，只有在二層，不僅會加上頭部，還會在上層數據尾部添加 FCS。

封裝

所謂解封裝，就如同你收到快件一樣，一層一層地拆外包裝，直到看到快件。網絡也是，一層一層地拆掉頭部，往上層傳送，直到看到數據內容。

解封裝

我們把應用層的數據封裝傳輸層頭部后的報文，稱為 段 ；

把段封裝網絡層頭部后的報文，稱為 包 ；

把包封裝以太網頭部和幀尾，稱為 幀 。

計算機網絡基礎重要知識點

計算機網絡基礎重要知識點，第一章概述的知識點包含章節導引,第一節計算機網絡的定義與作用,第二節計算機網絡技術的發展,第三節計算機網絡的分類與主要性能指標,第四節計算機網絡的體系結構,。參考模型的七層結構很重要，要理解如下：

從最底層到最高層：物理層，內數據鏈路容層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層.

物理層：在通信系統間建立物理鏈接，實現原始位流的傳輸。工作在該層的設備有 中繼器 集線器 網卡 數據的傳輸單位 是 比特流.

數據鏈路層：實現物理網絡中的系統標識，具有組幀功能，在共賞傳輸介質的網絡中，還提供訪問控制功能，提供數據的無錯傳輸。 工作在層的設備有 交換機

網橋。 傳輸單位 是幀。

網絡層：對整個互聯網絡中的系統進行統一的標識，具有分段和重組功能還具有尋址的功能，實現擁塞控制功能。

傳輸層： 實現主機間進程到進程的數據通信。 數據傳輸的單位是 段。

會話層：組織和同步不同主機上各種進程間的通信。

表示層：為應用進程間傳送的數據提供表示的方法即確定數據在計算機中編碼方式。

應用層： 是（唯一）直接給網絡應用進程提供服務。

計算機網絡基礎有哪些需要掌握的知識點

1）什么是鏈接？

鏈接是指兩個設備之間的連接。它包括用于一個設備能夠與另一個設備通信的電纜類型和協議。

2）OSI 參考模型的層次是什么？

有 7 個 OSI 層：物理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層和應用層。

3）什么是骨干網？

骨干網絡是集中的基礎設施，旨在將不同的路由和數據分發到各種網絡。它還處理帶寬管理和各種通道。

4）什么是 LAN？

LAN 是局域網的縮寫。它是指計算機與位于小物理位置的其他網絡設備之間的連接。

5）什么是節點？

節點是指連接發生的點。它可以是作為網絡一部分的計算機或設備。為了形成網絡連接，需要兩個或更多個節點。

6）什么是路由器？

路由器可以連接兩個或更多網段。這些是在其路由表中存儲信息的智能網絡設備，例如路徑，跳數等。有了這個信息，他們就可以確定數據傳輸的最佳路徑。路由器在 OSI 網絡層運行。

7）什么是點對點鏈接？

它是指網絡上兩臺計算機之間的直接連接。除了將電纜連接到兩臺計算機的 NIC卡之外，點對點連接不需要任何其他網絡設備。

8）什么是匿名 FTP？

匿名 FTP 是授予用戶訪問公共服務器中的文件的一種方式。允許訪問這些服務器中的數據的用戶不需要識別自己，而是以匿名訪客身份登錄。

9）什么是子網掩碼？

子網掩碼與 IP 地址組合，以識別兩個部分：擴展網絡地址和主機地址。像 IP 地址一樣，子網掩碼由 32 位組成。

10）UTP 電纜允許的最大長度是多少？

UTP 電纜的單段具有 90 到 100 米的允許長度。這種限制可以通過使用中繼器和開關來克服。

11）什么是數據封裝？

數據封裝是在通過網絡傳輸信息之前將信息分解成更小的可管理塊的過程。在這個過程中，源和目標地址與奇偶校驗一起附加到標題中。

12）描述網絡拓撲

網絡拓撲是指計算機網絡的布局。它顯示了設備和電纜的物理布局，以及它們如何連接到彼此。

13）什么是 VPN？

VPN 意味著虛擬專用網絡，這種技術允許通過網絡（如 Internet）創建安全通道。例如，VPN 允許您建立到遠程服務器的安全撥號連接。

14）簡要描述 NAT。

NAT 是網絡地址轉換。這是一種協議，為公共網絡上的多臺計算機提供一種方式來共享到 Internet 的單一連接。

15）OSI 參考模型下網絡層的工作是什么？

網絡層負責數據路由，分組交換和網絡擁塞控制。路由器在此層下運行。

16）網絡拓撲如何影響您在建立網絡時的決策？

網絡拓撲決定了互連設備必須使用什么媒介。它還作為適用于設置的材料，連接器和終端的基礎。

17）什么是 RIP？

RIP，路由信息協議的簡稱由路由器用于將數據從一個網絡發送到另一個網絡。它通過將其路由表廣播到網絡中的所有其他路由器來有效地管理路由數據。它以跳數為單位確定網絡距離。

18）什么是不同的方式來保護計算機網絡？

有幾種方法可以做到這一點。在所有計算機上安裝可靠和更新的防病毒程序。確保防火墻的設置和配置正確。用戶認證也將有很大的幫助。所有這些組合將構成一個高度安全的網絡。

19）什么是 NIC？

NIC 是網絡接口卡（網卡）的縮寫。每個 NIC都有自己的 MAC 地址，用于標識網絡上的 PC。

20）什么是 WAN？

WAN 代表廣域網。它是地理上分散的計算機和設備的互連。它連接位于不同地區和國家/地區的網絡。

21）OSI 物理層的重要性是什么？

物理層進行從數據位到電信號的轉換，反之亦然。這是網絡設備和電纜類型的考慮和設置。

22）TCP/IP 下有多少層？

有四層：網絡層，互聯網層，傳輸層和應用層。

23）什么是代理服務器，它們如何保護計算機網絡？

代理服務器主要防止外部用戶識別內部網絡的 IP 地址。不知道正確的 IP 地址，甚至無法識別網絡的物理位置。代理服務器可以使外部用戶幾乎看不到網絡。

24）OSI 會話層的功能是什么？

該層為網絡上的兩個設備提供協議和方法，通過舉行會話來相互通信。這包括設置會話，管理會話期間的信息交換以及終止會話時的解除過程。

25）實施容錯系統的重要性是什么？有限嗎？

容錯系統確保持續的數據可用性。這是通過消除單點故障來實現的。但是，在某些情況下，這種類型的系統將無法保護數據，例如意外刪除。

26）10Base-T 是什么意思？

10 是指數據傳輸速率，在這種情況下是 10Mbps?！癇ase”是指基帶。T 表示雙絞線，這是用于該網絡的電纜。

27）什么是私有 IP 地址？

專用 IP 地址被分配用于內部網。這些地址用于內部網絡，不能在外部公共網絡上路由。這些確保內部網絡之間不存在任何沖突，同時私有 IP 地址的范圍同樣可重復使用于多個內部網絡，因為它們不會“看到”彼此。

28）什么是 NOS？

NOS 或網絡操作系統是專門的軟件，其主要任務是向計算機提供網絡連接，以便能夠與其他計算機和連接的設備進行通信。

29）什么是 DoS？

DoS 或拒絕服務攻擊是試圖阻止用戶訪問互聯網或任何其他網絡服務。這種攻擊可能有不同的形式，由一群永久者組成。這樣做的一個常見方法是使系統服務器過載，使其無法再處理合法流量，并將被強制重置。

30）什么是 OSI，它在電腦網絡中扮演什么角色？

OSI（開放系統互連）作為數據通信的參考模型。它由 7 層組成，每層定義了網絡設備如何相互連接和通信的特定方面。一層可以處理所使用的物理介質，而另一層則指示如何通過網絡實際傳輸數據。

31）電纜被屏蔽并具有雙絞線的目的是什么？

其主要目的是防止串擾。串擾是電磁干擾或噪聲，可能影響通過電纜傳輸的數據。

32）地址共享的優點是什么？

通過使用地址轉換而不是路由，地址共享提供了固有的安全性優勢。這是因為互聯網上的主機只能看到提供地址轉換的計算機上的外部接口的公共 IP 地址，而不是內部網絡上的私有 IP 地址。

33）什么是 MAC 地址？

MAC 或媒介訪問控制，可以唯一地標識網絡上的設備。它也被稱為物理地址或以太網地址。MAC 地址由 6 個字節組成。

34）在 OSI 參考模型方面，TCP/IP 應用層的等同層或多層是什么？

TCP/IP 應用層實際上在 OSI 模型上具有三個對等體：會話層，表示層和應用層。

35）如何識別給定 IP 地址的 IP 類？

通過查看任何給定 IP 地址的第一個八位字節，您可以識別它是 A 類，B 類還是 C類。如果第一個八位字節以 0 位開頭，則該地址為 Class A.如果以位 10 開頭，則該地址為 B 類地址。如果從 110 開始，那么它是 C 類網絡。

36）OSPF 的主要目的是什么？

OSPF 或開放最短路徑優先，是使用路由表確定數據交換的最佳路徑的鏈路狀態路由協議。

37）什么是防火墻？

防火墻用于保護內部網絡免受外部攻擊。這些外部威脅可能是黑客誰想要竊取數據或計算機病毒，可以立即消除數據。它還可以防止來自外部網絡的其他用戶訪問專用網絡。

38）描述星形拓撲

星形拓撲由連接到節點的中央集線器組成。這是最簡單的設置和維護之一。

39）什么是網關？

網關提供兩個或多個網段之間的連接。它通常是運行網關軟件并提供翻譯服務的計算機。該翻譯是允許不同系統在網絡上通信的關鍵。

40）星型拓撲的缺點是什么？

星形拓撲的一個主要缺點是，一旦中央集線器或交換機被損壞，整個網絡就變得不可用了。

41）什么是 SLIP？

SLIP 或串行線路接口協議實際上是在 UNIX 早期開發的舊協議。這是用于遠程訪問的協議之一。

42）給出一些私有網絡地址的例子。

10.0.0.0，子網掩碼為 255.0.0.0

192.168.0.0，子網掩碼為 255.255.0.0

43）什么是 tracert？

Tracert 是一個 Windows 實用程序，可用于跟蹤從路由器到目標網絡的數據采集的路由。它還顯示了在整個傳輸路由期間采用的跳數。

44）網絡管理員的功能是什么？

網絡管理員有許多責任，可以總結為 3 個關鍵功能：安裝網絡，配置網絡設置以及網絡的維護/故障排除。

45）描述對等網絡的一個缺點。

當您正在訪問由網絡上的某個工作站共享的資源時，該工作站的性能會降低。

46）什么是混合網絡？

混合網絡是利用客戶端 - 服務器和對等體系結構的網絡設置。

47）什么是 DHCP？

DHCP 是動態主機配置協議的縮寫。其主要任務是自動為網絡上的設備分配 IP 地址。它首先檢查任何設備尚未占用的下一個可用地址，然后將其分配給網絡設備。

48）ARP 的主要工作是什么？

ARP 或地址解析協議的主要任務是將已知的 IP 地址映射到 MAC 層地址。

49）什么是 TCP/IP？

TCP/IP 是傳輸控制協議/互聯網協議的縮寫。這是一組協議層，旨在在不同類型的計算機網絡（也稱為異構網絡）上進行數據交換。

50）如何使用路由器管理網絡？

路由器內置了控制臺，可讓您配置不同的設置，如安全和數據記錄。您可以為計算機分配限制，例如允許訪問的資源，或者可以瀏覽互聯網的某一天的特定時間。您甚至可以對整個網絡中看不到的網站施加限制。

51）當您希望在不同平臺（如 UNIX 系統和 Windows 服務器之間）傳輸文件時，可以應用什么協議？

使用 FTP（文件傳輸協議）在這些不同的服務器之間進行文件傳輸。這是可能的，因為 FTP 是平臺無關的。

52）默認網關的使用是什么？

默認網關提供了本地網絡連接到外部網絡的方法。用于連接外部網絡的默認網關通常是外部路由器端口的地址。

53）保護網絡的一種方法是使用密碼。什么可以被認為是好的密碼？

良好的密碼不僅由字母組成，還包括字母和數字的組合。結合大小寫字母的密碼比使用所有大寫字母或全部小寫字母的密碼有利。密碼必須不能被黑客很容易猜到，比如日期，姓名，收藏夾等等。

54）UTP 電纜的正確終止率是多少？

非屏蔽雙絞線網線的正常終止是 100 歐姆。

55）什么是 netstat？

Netstat 是一個命令行實用程序。它提供有關連接當前 TCP/IP 設置的有用信息。

56）C 類網絡中的網絡 ID 數量是多少？

對于 C 類網絡，可用的網絡 ID 位數為 21?？赡艿木W絡 ID 數目為 2，提高到 21或 2,097,152。每個網絡 ID 的主機 ID 數量為 2，增加到 8 減去 2，或 254。

57）使用長于規定長度的電纜時會發生什么？

電纜太長會導致信號丟失。這意味著數據傳輸和接收將受到影響，因為信號長度下降。

網絡基礎-傳輸層, 網絡層數據鏈路層

同軸電纜: 半雙工通訊;

集線器: 類似同軸電纜, 半雙工通訊;容易沖突;

網橋: 兩個接口, 通過自學習記錄每個接口側的 mac 地址;從而起到隔絕沖突域的作用;

交換機: 相當于接口更多的網橋, 全雙工通訊;

路由器: 可以在不同網段之間發送數據, 隔絕廣播域;

IP地址的組成:

IP地址有兩部分組成: 網絡標識(網絡ID, 網段), 主機標識( 主機ID);

如何避免浪費IP資源?

信道:信息傳輸的通道, 一條傳輸介質上(比如網線), 可以有多條信道;

單工通信: 信號只能往一個方向傳, 任何時候不能改變信號的方向;

半雙工通信:信號可以雙向傳播, 但是必須交替進行, 同一時間只能往一個方向傳播;

全雙工通信:信號可以同時雙向傳播;

數據幀:數據鏈路層

如何確保一個數據幀的完整性:

幀的尾部有FCS標識符是根據幀首和幀尾計算得來的, 在獲得一個幀數據后幀首幀尾根據計算計算如果值等于FCS則數據幀完整, 去掉幀首幀尾即可獲得中間的數據buffer;

數據鏈路層的數據(MTU)大小為不超過1500個字節,因此我們可以推斷出傳輸層的數據段最大為不超過1460字節;(網絡層的首部最小20個字節, 傳輸層首部最小20個字節, 因此傳輸層的數據段最大為1460);

ping 的幾個用法:

通過tracert, pathping ip地址的方式, 可以查看途徑的路由器;

TTL : Time To Live(生存時間) 每經過一個路由器值就會減1; 為0時數據包不再傳輸;

端口:

UDP首部中端口是占用2個字節(因此其取值范圍是0-65535);

防火墻可以可以設置開啟/關閉某些端口提升安全性;

常用命令:

傳輸層的兩個協議

TCP: 傳輸控制協議;

UDP: 用戶數據報協議;

TCP的數據格式:

TCP標志位的作用:

如果數據超時或者收到三次確認都會重新發送保證數據完整性;

主要是通過ARQ(自動重傳技術-超時重發)+滑動窗口協議實現(例如一次可以接收4個數據包, 就是一個緩沖區的設置);

另外通過SACK(選擇性確認)來告訴發送方哪些數據已經接收到哪些數據丟失, 這樣TCP就只發送丟失的部分即可;

如果接收方的數據緩沖區已經滿了, 而發送方還在不停的發數據, 則需要進行流量控制;如果不進行控制則接收方只能將大量的數據包進行丟棄, 造成的大量的網絡資源浪費;

什么是流量控制?

讓發送方的發送速度不要太快, 讓接收方有足夠的時間和空間來處理和接受數據;注意這個概念是指點對點之間;

原理:

通過確認報文中的窗口字段來控制發送方的發送速率;

發送方的發送窗口大小不能超過接收方的窗口大小;

當發送方收到接收方的窗口為0時則不再發數據;

特殊情況:

剛開始接收方發送了0窗口報文給發送方, 然后發送方停止了發送數據;

后面接收方有空間了, 發送了非0窗口報文給發送方結果報文丟失了;

則接收方和發送方陷入循環;

解決方案: 發送方收到0窗口報文的時候停止發送數據, 同時開啟一個定時器, 隔一段時間發送測試報文取詢問接收方窗口的大小, 如果仍然收到0窗口報文則重新刷新啟動定 時器;

鏈路的吞吐量在過載的時候會導致擁塞;直觀的理解為, 一條路可以同時供100輛車100km/h通過, 但是當有200輛車的時候估計只能以50km/h通過, 當有300輛車時估計會堵的動不了;

擁塞控制是指避免過多的數據注入到網絡中, 避免網絡中的路由器或者鏈路過載;擁塞控制是一個全局性的過程, 涉及到所有的主機, 路由器; 是大家共同努力的結果; 注意區分流量控制是點對點之間的;

幾個縮寫:

MSS: 每個段最大的數據部分大小, 在建立鏈接是確定;

swnd: 擁塞窗口;

rwnd:接收窗口;

swnd:發送窗口; swnd=min(swnd, rwnd);

擁塞控制思路:

慢開始(慢啟動)-擁塞避免- 快速重傳-快速恢復;

a. 慢開始 :

b. 擁塞避免 :

c. 快重傳 :

d. 快恢復 :

e. 用圖片表示擁塞控制

狀態解讀:

Closed: Client處于關閉狀態;

Listen: Server處于監聽狀態, 等待Client鏈接;

SYN-RCVD: 表示Server收到SYN報文, 當收到Client的ack報文后進入ESTABLished狀態;

SYN-SENT: 表示Client已經發出SYN-SENT報文, 等待Server的第二次握手;

ESTABlished: 已經建立鏈接;

TCP建立鏈接前兩次握手的特點:

ACK和ack的區別:

大寫的ACK(Acknowledgement)是標識位， 可以通過它標識包的性質， [ACK] or [SYC] or [FIN] .

小寫的ack(Acknowledgement Number), 是確認號。 即收到seq=x 的數據包后，回復 ack=x+1 的確認。

狀態解讀

FIN-WAIT1: 表示向主動斷開, 向對方發送了FIN報文后進入FIN-WAIT1狀態;

CLOSE-WAIT: 表示等待關閉, 當對方發送FIN報文給自己,會回應一個ACK報文, 同時進入CLOSE-WAIT狀態, 此狀態下如果仍然有數據發送給對方則會繼續發送, 如果沒有數據發給對方,則發送FIN給對方;

FIN-WAIT2: 主動方收到對方的ACK報文后就會處于FIN-WAIT2狀態然后等待對方的FIN報文;

LASK-ACK: 被動一方在發送FIN報文后處于LAST-ACK狀態, 收到主動方的ACK報文后就進入CLOSED狀態;

TIME-WAIT: 主動方收到對方的FIN報文后回復ACK報文給對方并進入TIME-WAIT狀態, 等待2MSL時間后進入CLOSED狀態;

如果在FIN-WAIT1狀態下同時收到對方的FIN和ACK報文則直接進入TIME-WAIT狀態, 無需經過FIN-WAIT2狀態;

CLOSED: 關閉狀態;

CLOSING: 一種比較罕見的狀態, 表示發出FIN報文后沒有收到對方的ACK報文反而也收到了FIN報文,即雙方幾乎同時發送FIN報文時就會進入CLOSING狀態;表示雙方都在進行關閉鏈接;

細節補充

為了提高重傳的性能; 可靠性傳輸是在傳輸層進行控制的;

這個取決于系統的設置, 例如有些系統在重新傳輸5次后仍然不能成功, 就會發送reset報文( RST )斷開TCP鏈接;

三次握手的目的: 防止服務器端一直等待, 浪費資源;

如果改成兩次握手會出現的情況: 假如client客戶端第一次發送的請求報文段, 因為網絡延遲的原因, 在釋放鏈接后才到達服務器端, 本來這是一個應該失效的請求鏈接, 但是server端收到這個請求后會誤認為這是client發送的新的鏈接請求, 于是sever端就會再次給client發送確認報文然后建立鏈接, 等待client發送數據過來, 這樣的話, server端就會一直處于鏈接狀態等待;

采用三次握手的方法可以防止上述情況發生:例如上述情況, client沒有向server發出確認, server端收不到確認就知道client不是建立鏈接;

另一種解析的思路 : client和server建立鏈接是為了相互交換數據, 所以得確保自己和對方的數據收發功能都處于正常狀態;

第一次握手: server端可以確認自己的接收功能和client端的發送功能正常;

第二次握手: client端可以確認自己的發送和接收功能都是正常, 并且server端的接收和發送功能都是正常的;

第三次握手: server端確認自己的發送功能和client的接收功能正常

第三次握手的時候server處于SYB-RCVD狀態, 如果等不到client端的ACK, server端會再次發送ACK+SYN包, 如果多次發送后仍然等不到client的ACK包, 則server端發送RST包, 強制斷開鏈接;

有必要, 而且不能省去, 原因如下: 假如Client在發送ACK報文后立即進入了斷開狀態, 然后因為網絡狀態Server端沒有收到這個ACK報文則會重發FIN報文給Client, 則可能會出現的情況如下:

a. Client端沒有反應, Server重復嘗試發送FIN給Client, 浪費資源;

b. Client剛好有個新的應用分配了同一個端口, 新應用本是想建立鏈接, 結果收到FIN報文后就會進入斷開鏈接操作;

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關于網絡基礎數據和網絡基礎信息的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。