计算机网络概述

Posted 2022-12-22 rynerlute

网络分层

每一层都负责不同的功能：

1.链路层，有时也称作数据层或者网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动层序和计算机中对应的完了过接口卡。他们一起处理与电缆的物理接口细节。

2.网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选择，在TCP\IP的协议族中，网络的协议层包括IP协议(网际协议), ICMP协议(Internet互联网控制报文协议)， 以及IGMP(Internet组管理协议)。

3.运输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议： TCP(传输控制协议) 和UDP (用户数据报协议)。

    TCP 为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接受到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。

    UDP为应用层提供一种非常简单的服务，它只是把称作数据报的分组把一台主机发送到另外一台主机，但并不保证数据报能到达另一端，任何必须的可靠性必须由应用层来提供。

    这两种运输协议分别在不同的应用程序中有不同的用途。

4.应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的TCP/IP实现都会提供下面这些通用的应用程序：

• Telnet远程登录。

• FTP文件传输协议。

• SMTP简单邮件传送协议。

• SNMP简单网络管理协议。

大多数网络的应用程序都被设计成客户-服务器模式。服务器为客户端提供某种服务，在FTP服务器中，客户端访问服务器所在主机上的文件。在网络分层的每一层上，双方都有对应的一个或多个协议进行通信。例如，某个协议允许TCP层进行通讯，而另外一个协议允许两个IP进行通信。FTP是一种应用层协议，TCP是一种运输层协议，IP是一种网络层协议，而以太网协议则应用于链路层上，TCP/IP协议是一组不同的协议组合在一起构成的协议族。尽管通常称该协议族为TCP/IP，但TCP和IP只是其中的两种协议而已。

 

 

TCP/IP的分层

TCP和UDP是两种最为著名的运输层协议，二者都使用IP作为网络层协议。虽然TCP使用不可靠的IP服务，但它却提供一种可靠的运输层服务。UDP为应用程序发送和接收数据报。一个数据报是指从发送方传输到接收方的一个信息单元，例如，发送方指定的一定字节数的信息，但是与TCP不同的是，UDP是不可靠的，它不保证数据能安全无误地到达最终目的。IP是网络层上的主要协议，同时被TCP和UDP使用，TCP和UDP每组数据都通过端系统和每个中间路由器中的IP层在互联网中进行传输。

互联网的地址

互联网上的每个几口必须有一个唯一的internet地址称作(IP地址)，IP地址长为32bit。 internet地址并不采用平面形式的空间地址，如1、2、3等，

这些32位的地址通常写成四个十进制的数，其中每个整数对应一个字节，这种表示方法称作“点分十进制表示法”

有三类IP地址：单播地址（目的为单个主机）、广播地址（目的端为给定网络上的所有主机）以及多播地址（目的端为同一组内的所有主机）。第12章和第13章将分别讨论广播和多播的更多细节。

封装

当应用程序用TCP传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当做一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部数据，有时还要增加尾部信息，TCP传给IP的数据但愿称作TCP报文段或简称为TCP段，IP传给网络层接口的数据但愿称作IP数据报。通过以太网传输的比特流称作帧。

帧头和帧尾下面所标注的数字是典型的以太网首部的字节长度，以太网数据帧的物理特性是其长度必须在46~1500字节之间。UDP和TCP的数据基本一致，唯一不同的是UDP传给IP的信息单元称作UDP数据报，而且UDP的首部长为8字节。

类似的许多应用程序都可以使用TCP和UDP来传送数据，运输层协议在生成报文首部时要存入一个应用程序标识符。TCP和UDP都用一个16bit的端口号来表示不同的应用程序。TCP和UDP把源端口号和目的端口号分别存入报文首部中。

网络接口分别要发送和接收IP、ARP和RARP数据，因此也必须在以太网的帧首部中加入某种形式的标识，以指明生成数据的网络协议，为此，以太网的帧首部也有一个16bit的帧类型域。

客户-服务器模型

大部分网络应用程序在编写时都假设一端是客户，另一端是服务器，其目的是为了让服务器为客户提供一些特定的服务。可以将这种服务分为两种类型：重复型或并发型。

重复型：

    1.等待一个客户请求的到来。

    2.处理客户请求。

    3.发送响应给发送请求的客户。

    4.返回1步

重复型服务器主要的问题发生在2状态，在这个时候，它不能为其他客户机提供服务。相应地，并发型服务器采用以下步骤：

    1.等待一个客户请求的到来。

    2.启动一个新的服务器来处理这个客户的请求，在这期间可能生成一个新的进程、任务或线程，并依赖底层操作系统的支持，这个步骤如何进行取决于操作系统，生成的新服务器对客户的全部请求进行处理，处理结束后，终止这个新服务器。

    3.返回1步。

并发服务器的有点是在于它如何利用生成其他server的方法来处理客户的请求，也就是说每个客户都有它自己对应的服务器，如果操作系统允许多任务，那么就可以同时为多个客户服务。

对服务器，而不是对客户进行分类的原因是因为对于一个客户来说，它通常并不能分辨自己是与一个重复型服务器或并发型服务器进行对话。一般来说TCP server是并发的，而UDP server是重复的，但也存在一些例外。

 

 参考文献：

http://www.52im.net/topic-tcpipvol1.html?mobile=no