Linux网络学习_网络的基本概念

Posted 2021-05-21 Leslie X徐

网络的基本概念

概念

1. 计算机联网目的

• 使用远程资源
• 共享资源、程序和数据
• 分布处理

2. 协议

• 计算机网络中实现通信必须有一些约定，如对速率、传输代码、代码结构、传输控制和出错控制等约定，这些约定被定义为通信协议
• 在两个节点之间要成功进行通信，两个节点之间必须遵守协议。
• 在Internet中，最为通用的网络协议是TCP/IP协议。

3. 网络分层模型

OSI七层模型	TCP/IP四层模型	例子
应用层	应用层	Telnet、FTP、SMTP、DNS、SNMP、Http
表示层	-	-
会话层	-	-
传输层	传输层	TCP,UDP
网络层	网络层	IP协议
数据链路层	物理+数据链路	Ethernet(IEEE802.3)
物理层	-	-

4. TCP/IP协议族

• TCP/IP实际上是一个一起工作的通信家族，为国际数据通信提供通路。
• TCP/IP协议族大体上分为三部分
  • Internet协议(IP)
  • 传输控制协议(TCP)和用户数据报文协议(UDP)
  • 处于TCP和UDP之上的一组应用层协议，专门开发的应用程序。它们包括远程登陆(TELENT)、文件传送协议(FTP)、域名服务(DNS)和简单的邮件传送程序(SMTP)等许多协议。

5. 网络层协议

• Internet协议(IP)
  • 该协议被设计成互联网分组交换通信网，以形成一个网际通信环境。它负责在源主机和目的主机之间传输来自其较高层软件(称为数据报文的数据块)，它在源和目的地之间提供非连接型(不按顺序接收)、不可靠的传递服务。
• 国际控制报文协议(ICMP)
  • ICMP实际上不是IP层部分，但直接同IP层一起工作，报告网络上的某些出错情况。允许网际路由器传输差错信息或测试报文。
• 地址识别协议(ARP)
  • ARP实际上不是网络层部分，它处于IP和数据链路之间，它是在32位IP地址和48位局域网物理地址(MAC)之间执行翻译的协议。

6. 传输层协议

• 传输控制协议(TCP)
  • 可靠的面向连接的传输层服务
  • 主要功能：
    • 监听输入对话建立请求
    • 请求另一网络站点对话
    • 可靠的发送和接收数据
    • 适度的关闭对话
• 用户数据报文协议(UDP)
  • UDP提供不可靠的非连接型传输层服务
    • 它允许在源和目的地的地站点之间传送数据，而不必在传送数据之前建立对话。
    • 不使用TCP使用的端对端差错校验。
    • 传输层功能全都发挥，而开销却比较低
    • 主要用于那些不要求TCP协议的非连接型的应用程序。例如：名字服务、网络管理、视频直播和网络会议等。

7. 应用层协议

• 远程登陆(TELENT)
• 文件传送协议(FTP)
• 域名服务(DNS)
• 简单的邮件传送程序(SMTP)

8. 数据封装
   数据经过每一层，增加一个相应头部
   

9. IP

• IP的主要目的是为数据输入/输出网络提供基本算法，为高层协议提供无连接的传送服务。这意味着在IP将数据递交给接收站点以前不在传输站点和接收站点之间建立对话(虚拟链路)。它只是封装和传递数据，但不向发送者或接收者报告包的状态，不处理所遇到的故障。

• IP协议有以下四个主要功能

  • 数据传送
  • 寻址
  • 路由选择
  • 数据报文的分段

• IP协议不注意包内的数据类型，他所知道的一切是必须将某些称为IP帧头的控制协议加到高层协议(TCP或者UDP)所接受的数据上。

• 封装在Ethernet帧中的IP信息

• 在TCP/IP网络中，每一个主机都有唯一的地址，它是通过IP协议来实现的。

• IP协议要求在每次与TCP/IP网络建立连接时，每台主机都必须为这个连接分配一个唯一的32位地址，因为在这个32位IP地址中，不但可以用来识别某一台主机，而且还隐含着网际间的路径信息。

• 主机是指网络上的一个节点，不能简单的理解为一台计算机，实际上IP地址是分配给计算机的网络适配器(即网卡)的，一台计算机可以有多个网络适配器，就可以有多个IP地址，一个网络适配器就是一个节点。

• IP地址为32位地址，一般以4个字节表示。每个字节的数字又用十进制表示，每个字节的数的范围是0～225,且每个数字之间用点隔开，称为"点-分"十进制记号法。

• IP地址的结构如下：网络类型.网络ID.主机ID

10. IP地址分类

• Internet地址可分为5类

地址类型	第一个字节的十进制值
A	000~127
B	128~191
C	192~233
D	224~239
E	240~255

• A,B,C三类由InterNIC(Internet网络信息中心)在全球范围内统一分配，D,E类为特殊地址。

11. 端口号

• TCP/UDP协议使用16位整数存储端口号，所以每个主机拥有65535个端口。
• 一些端口被IANA分配给指定应用
  • 21：FTP
  • 23：Telnet
  • 80：HTTP
  • RFC 1700(大约有2000个保留端口)
• 查看：more /etc/services

# New ports will be added on request if they have been officially assigned
# by IANA and used in the real-world or are needed by a debian package.
# If you need a huge list of used numbers please install the nmap package.

tcpmux		1/tcp				# TCP port service multiplexer
echo		7/tcp
echo		7/udp
discard		9/tcp		sink null
discard		9/udp		sink null
systat		11/tcp		users
daytime		13/tcp
daytime		13/udp
netstat		15/tcp
qotd		17/tcp		quote
msp		18/tcp				# message send protocol
msp		18/udp
chargen		19/tcp		ttytst source
chargen		19/udp		ttytst source
ftp-data	20/tcp
ftp		21/tcp
fsp		21/udp		fspd
ssh		22/tcp				# SSH Remote Login Protocol
telnet		23/tcp
smtp		25/tcp		mail
time		37/tcp		timserver
time		37/udp		timserver
rlp		39/udp		resource	# resource location
nameserver	42/tcp		name		# IEN 116
whois		43/tcp		nicname
tacacs		49/tcp				# Login Host Protocol (TACACS)
tacacs		49/udp
domain		53/tcp				# Domain Name Server
domain		53/udp
bootps		67/udp
bootpc		68/udp
tftp		69/udp
gopher		70/tcp				# Internet Gopher
finger		79/tcp
http		80/tcp		www		# WorldWideWeb HTTP

12. 传输控制协议(TCP)

• TCP(Transmission Control Protocol)是重要的传输层协议，TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。
• TCP协议的目的是允许数据同网络上的另外站点进行可靠的交换。它能提供端口编号的译码，以识别主机的应用程序，而且完成数据的可靠传输。
• TCP协议具有严格的内装差错检验算法确保数据的完整性。
• TCP协议是面向字节的顺序协议，这意味着包内的每个字节被分配一个顺序编号，并分配给每包一个顺序编号。
• 封装在IP协议中的TCP信息

13. 用户数据报文协议(UDP)

• UDP(User Datagram Protocol)也是TCP/IP的传输层协议，他是无连接的，不可靠的传输服务。当接收数据时它不向发送方提供确认信息，不提供输入包的顺序，如果出现丢包或重份包的情况，也不会向发送方发出差错报文。
  • 它允许在源和目的地的地站点之间传送数据，而不必在传送数据之前建立对话。
  • 不使用TCP使用的端对端差错校验。
  • 传输层功能全都发挥，而开销却比较低
• 由于开销低，所以执行速度比TCP快。主要用于那些不要求TCP协议的非连接型的应用程序。例如：名字服务、网络管理、视频直播和网络会议等。