《TCP/IP详解 卷1：协议》读书笔记（第一章 概述 & 第二章 链路层）

Posted 2020-07-01 xdargs

第一章 概述

1. TCP/IP协议族：四层协议系统
   
   
   • 链路层（数据链路层、网络接口层）
     设备驱动程序和网络接口卡。
   • 网络层（互联网层）
     处理分组在网络中的活动，点对点服务。IP、ICMP、IGMP
   • 运输层
     提供端对端通信。TCP、UDP
   • 应用层
     处理应用程序细节。Telnet、FTP、SMTP、SNMP
2. 部分概念
   
   
   • 构造互联网最简单的方法是把两个或多个网络通过路由器（Router）进行连接。
     路由器的好处是为不同类型的物理网络提供连接：以太网、令牌环网、点对点的链接等等。
   • 网络层IP协议提供的是一种不可靠的服务。
     只是尽可能快地把分组从源地址到目标地址
   • 互联网地址：类别+网络号+主机号
     IP地址长32bit（4字节）ABCDE类 0一字节 10两字节 110三字节 1110 11110
   • 域名系统（DNS）提供IP地址和主机名之间的映射
   • 封装。 每层对收到的数据添加一些首部信息（有些还有尾部信息），传给下一层
     TCP传给IP的数据单元称TCP报文段或TCP段（TCP segment）；
     IP传给接口层的数据单元称作IP数据报（IP datagram），
     　　更准确地说，IP和网络接口层之间传送单元应该是分组（packet），可以是IP数据报，也可以是IP数据报的一个片（fragment）；
     通过以太网传输的比特流称作帧（Frame）
   • 目的主机收到一个以太网数据帧时，从协议栈由底向上，去掉各层协议加上的报文首部，以确定接收数据的上层协议。这个过程称作分用（Demultiplexing）；
   • 服务器上的应用程序一般通过端口号来识别。知名端口号1~1023（保留端口号）
     客户端通常不关心端口号，保证唯一就行了，因此客户端口号又称临时端口号，大多分配1024~5000。（由于客户端不是长期启动运行，程序关闭后端口就释放了）
     FTP 21，TCP 23
   • 所有关于Internet的正式标准都以RFC（Request for Comment）文档出版。用数字标识，数字越大说明内容越新。
   • 当使用TCP和UDP提供相同的服务时，一般选择相同端口号。
     　　很多端口号都是奇数：历史原因，这些端口派生于ARPANET的运输层协议NCP（网络控制协议），而NCP是单工的，不是全双工的，因此每个应用程序都需两个连接，需预留一对奇数和偶数端口号。 TCP和UDP称为标准的运输层协议时，每个应用程序只需要一个端口号。
   • internet和Internet含义不同
     internet 指用一个共同协议族把多个网络连接在一起；
     Internet 指全世界范围通过TCP/IP互相通信的主机集合（超过100万台）。Internet是一个internet，但internet不等于Internet。
   • 构造互联网的共同基石是路由器。

第二章 链路层

1. 链路层主要有三个目的
   • 为IP模块发送和接收IP数据报；
   • 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答；（ARP   地址解析协议）
   • 为RARP发送RARP请求和接受RARP应答。（RARP 逆地址解析协议）
2. 以太网这个术语一般指 数字设备公司DEC、因特尔公司Intel、Xerox公司于1982年联合公布的一个标准。
   它是当今TCP/IP采用的主要局域网技术。
   IEEE802委员会公布了一个标准集。 802.3针对整个CSMA/CD网络、802.4针对令牌总线网络、802.5针对令牌环网络，这三者的共同特性由802.2标准来定义。
3. 串行线路IP（SLIP：Serial Line IP）和 压缩的SLIP（称作CSLIP）
   一种在串行线路上对IP数据报进行封装的简单形式。在数据报的开头和结尾都加一个特殊字符（END字符 0xc0）
4. 点对点协议PPP
   修改了SLIP的缺陷。
5. 环回接口（Loopback Interface）
   允许运行在同一台主机上的客户程序和服务程序通过TCP进行通信。
   大多数系统将 127.0.0.1 分配给这个接口，并命名为localhost。一个传给环回接口的IP数据报不能在任何网络上出现。
6. 最大传输单元 MTU
   以太网和802.3对数据帧的长度都有一个限制，链路层的这个特性称作MTU，最大传输单元。
   若需传输的数据报比MTU还大，IP层就需要进行分片（fragmentation）
7. 同一个网络上的两台主机通信，重要的是两台主机路径中的最小MTU，称作路径MTU。
8. 串行线路吞吐量计算
   e.g. 线路速率 9600 b/s，一个字节8 bit，一个起始比特、一个停止比特，则速率就是 9600/(8+2) = 960 B/s （字节/秒）
   传输一个1024字节的分组需要 1024/960 = 1066 ms，两个应用程序交互则须等待一般时间 533ms（参考两者相向而行）。（研究称交互响应超过100~200ms被认为是不好的）