網絡基礎（一）

博文參考

http://www.cnblogs.com/gsk99/p/4920699.html
http://www.cnblogs.com/iloverain/p/5619665.html
http://blog.csdn.net/leo_walker/article/details/51627760

TCP圖解

TCP結構

網絡接口層

物理層定義與傳輸媒體的接口有關的一些特性,即機械特性、電氣特性、功能特性、過程特性,並須要完成並行傳輸和串行傳輸之間的轉換。
數據鏈路層向該層用戶提供透明的和可靠的數據傳輸服務。 透明性是指該層上傳輸的數據的內容、格式及編碼沒有限制,也沒有必要解釋信息結構的意義；可靠性是指在傳輸過程當中將物理層提供的可能出錯的物理鏈接改形成爲邏輯上無差錯的數據鏈路,其具體的方法有幀同步、差錯控制、流量控制、鏈路管理。
數據鏈路層中的主要協議有點對點協議PPP,CSMA/CD協議,以太網802.3。

網際層(IP層)

網際層向上只提供簡單靈活的、無鏈接的、盡最大努力交付的數據報服務。網際層不提供服務質量的承諾,即所傳輸的分組可能出錯、丟失、重複和失序,固然也不保證分組交付的時限。
網際層中主要協議有IP協議,地址解析協議ARP和網際控制報文協議ICMP等。
IP協議是網際層的核心,經過路由選擇將下一跳IP封裝後交給網絡接口層。IP 數據報是無鏈接服務。
ICMP是網際層的補充,能夠回送報文。用來檢測網絡是否通暢(使用ping命令)。
ARP是經過已知IP,尋找對於主機的MAC地址。

運輸層

運輸層爲應用進程之間提供端到端(進程到進程)的邏輯通訊,並具備複用和分用的功能,即發送方不一樣的應用進程均可以使用同一個運輸層協議傳送數據；接收方的運輸層在剝去報文的首部後可以把這些數據正確交付到目的應用進程。運輸層還將對報文進行差錯控制,以提供可靠傳輸。
運輸層中主要協議有用戶數據報協議UDP和傳輸控制協議TCP

應用層

應用層爲用戶提供應用程序。
應用層中主要協議有域名系統DNS,文件傳輸協議FTP,遠程終端協議TELNET,超文本傳輸協議HTTP,簡單郵件傳送協議SMTP,郵件讀取協議POP3和IMAP,動態主機配置協議DHCP等。
DNS：提供域名解析服務,提供域名到IP地址之間的轉換,使用端口53
FTP：在異構網絡中任意計算機之間傳送文件,使用端口21
TELNET：提供用戶遠程登陸服務,使用端口23,使用明碼傳送,保密性差、簡單方便
HTTP：用於實現萬維網上的各類連接,即萬維網客戶程序與萬維網服務器之間的鏈接,使用端口80
SMTP/POP三、IMAP：提供郵件的傳輸,用來控制信件的發送、中轉、從郵件服務器讀取郵件
DHCP：爲新加入網絡的計算機自動分配IP地址

TCP/IP協議

ARP協議

解決同一個局域網內主機或路由器的IP地址和MAC地址的映射問題。
假設在一個以太網上的 4 臺計算機,分別是計算機 A 、 B 、 X 和 Y ,經過TCP/IP 協議進行通訊,那麼雙方的數據鏈路層必須知道對方的 MAC 地址。每臺計算機都要在各自的高速緩存區中存放一張 IP 地址到 MAC 地址的轉換表,稱 ARP 表。其中存放着最近用到的一系列和它通訊的處於同一子網的計算機的 IP 地址和 MAC 地址的映射。在主機初始啓動時, ARP 表爲空。如今源端計算機 A ( 192.168.3.1 )要和計算機 B(192.168.3.2)通訊。在計算機 A 發送信息前, 必須首先獲得計算機B的MAC地址的映射關係。

RARP協議

反向地址轉換協議（RARP：Reverse Address Resolution Protocol） 反向地址轉換協議（RARP）容許局域網的物理機器從網關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。網絡管理員在局域網網關路由器裏建立一個表以映射物理地址（MAC）和與其對應的 IP 地址。當設置一臺新的機器時，其 RARP 客戶機程序須要向路由器上的 RARP 服務器請求相應的 IP 地址。假設在路由表中已經設置了一個記錄，RARP 服務器將會返回 IP 地址給機器，此機器就會存儲起來以便往後使用。 RARP 可使用於以太網、光纖分佈式數據接口及令牌環LAN

DHCP協議

DHCP是動態主機配置協議，經常使用於給主機動態地分配IP地址, 他提供了即插即用聯網的機制,這種機制容許一臺計算機加入新的網絡和獲取IP地址而不用手工參與; DHCP是應用層協議, 他是基於UDP的;

ICMP協議

IP提供的是盡最大努力交付的無鏈接服務,所以並不能解決網絡層中的數據報丟失、重複、延遲或亂序等問題,爲了提升IP數據報成功交付的機會, 在網絡層使用ICMP(Internet Control Message Protocol：Internet控制報文協議)協議來容許主機或者路由器報告差錯和異常狀況.

RIP協議

路由信息協議RIP是一種分佈式的基於距離向量的路由選擇協議, 屬於內部網關協議(IGP)。RIP協議中的「距離」也稱爲「跳數」,每通過一個路由器,跳數就加1。協議規定: 同一自治系統(A.S.)中的路由器每30秒會與相鄰的路由器交換路由信息,以動態的創建路由表。當傳輸數據時,RIP將選擇一條具備最少路由器的路由。

OSPF協議

OSPF (Open Shortest Path First, 開放最短路徑優先)。它是爲克服RIP的缺點在1989年開發出來的。OSPF的原理很簡單,但實現起來卻較複雜。「開放」代表OSPF協議不是受某一家廠商控制,而是公開發表的。「最短路徑優先」是由於使用了Dijkstra最短路徑算法。

BGP協議

BGP(Border Gateway Protocol)是一種不一樣自治系統的路由器之間交換路由信息的協議, 它的基本功能是在自治系統間自動交換無環路的路由信息, 他是一種外部網關協議(EGP), 邊界網關協議經常應用於互聯網的網關之間. 路由表包含已知路由器的列表, 路由器可以到達的地址以及到達每一個路由器的跳數.
    因爲:
    1)因特網的規模太大, 使得自治系統之間路由選擇很是困難;
    2)對於自治系統之間的路由選擇, 要尋找最佳路由是很不現實的;
    3)自治系統之間的路由選擇必須考慮有關策略;
    所以, 邊界網關協議BGP只能是力求尋找一條可以到達目的網絡且比較好的路由(不能兜圈子), 而非要找到一條最佳路由.
    BGP採用的是」路徑向量選擇協議」, 他與距離向量協議和鏈路狀態協議都有很大的區別. BGP是應用層協議, 他是基於TCP的;

IGMP協議

IGMP協議用來在IP主機和與其直接相鄰的組播路由器之間創建、維護組播組成員關係。 組播路由器不須要保存全部主機的成員關係,它只是經過IGMP協議瞭解每一個接口鏈接的網段上是否存在某個組播組的組成員。而主機只須要保存本身加入了哪些組播組。
        簡而言之,IGMP協議是讓鏈接在本地局域網上的組播路由器知道本局域網上是否有主機上的某個進程參加或退出了某個組播組。
    IGMP應視做TCP/IP協議的一部分, 其工做能夠分爲兩個階段:
    1)當某個主機加入新的組播組時, 該主機應向組播組的組播地址發送一個IGMP報文, 聲明本身要成爲該組的成員. 本地組播路由器收到ICMP報文後, 將組成員關係轉發給因特網上其餘的組播路由器.
    2)由於組成員的關係是動態的, 本地組播路由器要週期性地探詢本地局域網上的路由器, 以便知道這些主機是否還繼續是組的成員. 只要對某個組有一個主機響應, 那麼組播路由器就認爲這個組是活躍的. 但一個組在通過幾回探詢以後仍然沒有一個主機響應, 則再也不將該組的成員關係轉發給其餘的組播路由器.

TCP/IP數據封裝

TCP/IP數據解封裝