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第一章.计算机网络和因特网 11.ISP(因特网服务提供商) 12.时延 13.协议层次和服务模型 1第二章.应用层 21.应用程序体系结构 22.因特网提供的
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I
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第一章.计算机网络和因特网........................................................................................................................................................... 1
1.ISP(因特网服务提供商)....................................................................................................................................................... 1
2.时延 .................................................................................................................................................................................................. 1
3.协议层次和服务模型 ............................................................................................................................................................. 1
第二章.应用层........................................................................................................................................................................................... 2
1.应用程序体系结构 .................................................................................................................................................................. 2
2.因特网提供的运输服务........................................................................................................................................................ 2
3.应用层协议 .................................................................................................................................................................................. 2
3.1 HTTP(超文本传输协议)........................................................................................................................................ 2
3.2 FTP(文件传输协议) ................................................................................................................................................. 4
3.3 电子邮件协议 .............................................................................................................................................................. 4
3.4 DNS(域名系统) ........................................................................................................................................................... 4
3.5 P2P 应用......................................................................................................................................................................... 6
第三章.传输层........................................................................................................................................................................................... 6
1.端口号与套接字........................................................................................................................................................................ 6
1.1 端口号 .............................................................................................................................................................................. 6
1.2 套接字 .............................................................................................................................................................................. 7
2.多路复用与多路分解 ............................................................................................................................................................. 7
3.UDP ................................................................................................................................................................................................... 7
3.1 UDP 报文段结构........................................................................................................................................................ 7
4 可靠数据传输原理 .................................................................................................................................................................. 7
4.1 完全可靠信道上的可靠数据传输(rdt1.0) ................................................................................................. 7
4.2 具有比特差错信道上的可靠数据传输(rdt2.0、rdt2.1、rdt2.2) ................................................ 7
4.3 具有比特差错的丢包信道上的可靠数据传输(rdt3.0)....................................................................... 8
4.4 流水线可靠数据传输 .............................................................................................................................................. 8
5.TCP.................................................................................................................................................................................................... 9
5.1 TCP 报文段结构......................................................................................................................................................... 9
5.2 流量控制......................................................................................................................................................................... 9
5.3 连接管理......................................................................................................................................................................... 9
5.4 拥塞控制...................................................................................................................................................................... 11
第四章.网络层........................................................................................................................................................................................ 11
1.网络层功能和服务 ............................................................................................................................................................... 11
2.转发 ............................................................................................................................................................................................... 11
2.1 路由器 ........................................................................................................................................................................... 12
3.选路 ............................................................................................................................................................................................... 12
3.1 全局选路算法(LS 算法) ..................................................................................................................................... 12
3.2 分布式选路算法(距离向量算法).................................................................................................................. 13
3.3 因特网中的选路...................................................................................................................................................... 13
4.IP(网际协议)............................................................................................................................................................................ 14
4.1 因特网三大组件...................................................................................................................................................... 14
计算机网络
II
4.2 数据报格式 ................................................................................................................................................................ 14
4.3 IP 数据报分片 .......................................................................................................................................................... 14
4.4 IPv4 编址 .................................................................................................................................................................... 14
4.5 DHCP(动态主机配置协议) ............................................................................................................................... 15
4.6 NAT(网络地址转换) ............................................................................................................................................. 16
4.7 ICMP(互联网控制报文协议) ........................................................................................................................... 16
4.8 IPv6................................................................................................................................................................................. 16
第五章.链路层和局域网 .................................................................................................................................................................. 17
1.链路层提供的服务 ............................................................................................................................................................... 17
1.1 差错检测和纠错技术 ........................................................................................................................................... 17
2.媒体访问控制(MAC)协议................................................................................................................................................. 18
2.1 点对点协议(PPP) ................................................................................................................................................... 18
2.2 多路访问协议 ........................................................................................................................................................... 18
3.链路层编制 ............................................................................................................................................................................... 18
3.1 MAC 地址 .................................................................................................................................................................... 18
3.2 ARP(地址解析协议) ............................................................................................................................................. 19
4.以太网 .......................................................................................................................................................................................... 19
4.1 以太网帧结构 ........................................................................................................................................................... 19
4.2 链路层交换机 ........................................................................................................................................................... 19
计算机网络
1
通信实体
通信结构
应用层
应用程序间
报文(message)
运输层
进程间
报文段(segment)
网络层
主机间
数据报(datagram)
链路层
链路节点间
帧(frame)
• MSS(最大报文段长):运输层报文段中“应用层数据”的最大大小,受限于 MTU。在 TCP 连接建立过程中,
通过 SYN 报文段中的 MSS 选项(16 位)通告 MSS,从而试图避免分片,MSS 经常设置成 MTU 减去 IP
和 TCP 首部的固定长度。在以太网中使用 IPv4 的 MSS 值为 1460,使用 IPv6 的 MSS 值为 1440
• MTU(最大传输单元):即最大链路层帧长,链路层所能传输的最大帧大小
第一章.计算机网络和因特网
端系统通过通信链路和分组交换机连接到一起,组成网络。网络和网络之间通过路由器相连,组成了因特网。
因此,因特网是“网络的网络”
1.ISP(因特网服务提供商)
端系统通过 ISP 接入因特网。每个 ISP 是一个由多个分组交换机和多段通信链路组成的网络。不同的 ISP 为端
系统提供了各种不同类型的网络接入
为了允许因特网用户之间互相通信,允许用户访问世界范围的因特网内容,这些低层 ISP 通过国家的、国际的
高层 ISP 互联起来。高层 ISP 是由通过高速光纤链路互联的高速路由器组成。每个 ISP 都是独立管理的,运行
IP 协议,遵从一定的命名和地址习惯
• 第一层 ISP(主干 ISP)
– 覆盖国际区域(十几个)
– 与其它低层次的 ISP 构成“客户-提供商”的关系
– 不向任何人付费,可以向区域 ISP 和接入 ISP 出售因特网接入
• (第一层外)的其它 ISP
– 可以与两个或更多 ISP 连接,因此,即使它的 ISP 之一故障,它仍能继续发送和接收分组
– 相同等级结构层次的邻近一对 ISP 能够对等,对等 ISP 不向其对等付费,对等 ISP 之间的流量直
接连接
• IXP(因特网交换点)
– 汇合点,多个 ISP 能够在此共同对等
2.时延
• 时延
– 处理时延:检查分组首部,决定将分组导向何处所需的时延
– 排队时延:分组在链路上等待传输时,经受的排队时间
– 传输时延:将分组的所有比特推向链路所需的时间
– 传播时延:分组在链路中传播所需的时间
3.协议层次和服务模型
• 五层因特网协议栈
– 应用层:任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用
– 运输层:负责向两台主机中进程之间的通信提供数据传输服务
– 网络层:负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务、选择合适的路由
– 链路层:将网络层的数据报封装成帧,使用链路层协议在相邻节点间的链路上传输帧
– 物理层:将帧中一个个比特从一个节点移动到下一个节点
计算机网络
2
• 七层 OSI 参考模型
– 表示层:使通信的应用程序能够解释交换数据的含义,提供数据压缩、数据加密等服务
– 会话层:提供了数据交换的定界和同步功能,包括建立检查点和恢复方案的方法
第二章.应用层
1.应用程序体系结构
1. 客户机/服务器(C/S)体系结构
2. P2P 体系结构
2.因特网提供的运输服务
当创建一个新的因特网应用时,首先要做出的决定是选择 UDP 还是 TCP,它们能为应用程序提供下列服务:
• TCP
– 面向连接的服务
– 可靠数据传输服务
• UDP
– 无连接的服务
– 不可靠数据传输服务(不保证到达,也不保证有序到达)
除此之外,TCP 具有拥塞控制机制,拥塞控制不一定能为应用程序带来直接好处,但能对整个网络带来好处。
UDP 没有拥塞控制
3.应用层协议
3.1 HTTP(超文本传输协议)
使用 TCP 作为运输层协议
无状态协议:服务器向客户机发送被请求的文件时,并不存储任何关于该客户机的状态信息。假如某个特定
的客户机在短短的几秒钟内两次请求同一个对象,服务器并不会因为刚刚为该用户提供了该对象就不再做出反
应,而是重新发送该对象
• HTTP 客户机:web 浏览器
• HTTP 服务器:web 服务器,包含 web 对象(HTML 文件、JPEG 文件、java 小程序、视频片段等)
连接类型:
• 非持久连接:每个请求/响应对是经一个单独的 TCP 连接发送
• 持久连接:所有请求/响应对使用同一个 TCP 连接发送
如果使用非持久连接,将 TCP 握手第三步与一个 HTTP 请求报文结合起来发送,服务器接收请求后响应一个
对象。因此,传输一个对象消耗 2 个 RTT。(可以同时建立多个连接并行传输)但是,由于 TCP 连接会分配
缓冲区和变量,大量使用非持久连接会给服务器造成压力
如果使用持久连接,则客户机接收到请求对象后服务器不会发送一个 TCP 连接关闭请求。这个连接服务于所
有 web 对象的传输(流水线发送),如果经过一个时间间隔仍未被使用,则 HTTP 服务器关闭连接
• http1.0 使用非持久连接
• http1.1 使用持久连接
1)HTTP 报文格式(请求报文)
“Host”:请求的目标主机
“Connection:close”:浏览器告诉服务器不希望麻烦地使用持久连接,而是要求服务器在发送完请求后关闭连
接
“User-agent”:用户代理,即向服务器发送请求的浏览器的类型(服务器可以正确地为不同类型的用户代理发
送相同对象的不同版本)
“Accept-language”:用户想得到该对象的语法版本
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色空空色
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