文档介绍：第五讲网络协议及网络应用
主要内容
一、TCP/IP协议组
链路层、网络层、传输层、应用层
二、网络应用
WWW
TCP/IP协议组
TCP/IP分层模型
TCP/IP可以分为四层:
源主机:在应用层生成要传输的数据->加上TCP层头->加上IP层头->加上链路层头
传输数据包到目的主机
目的主机:去掉链路层头->去掉IP层头->去掉TCP层头->还原得到应用层数据
应用层:在应用层中起作用的是基于网络的应用程序,这些程序连接到远程主机并于远程主机通讯。比如IE浏览器,它连接远程,取回请求的文档。再如传给所请求的页面。
传输层:
传输层使用端口(port)来提供主机间不同应用的通讯。每台主机可以有很多服务,每个服务对应于一个端口。比如应于110端口。假如我们访问某主机的80端口,就等于是在访问它的~65535间的一个整数,其中0~1023被保留用于大家熟知的服务,比如WWW的80。
传输层可以有两种协议,TCP协议和UDP协议,都是进行数据传输控制的协议:
TCP(Transmit Control Protocol)叫传输控制协议,是基于连接的协议,它的通讯过程有三步:握手建立连接、通讯、断开连接。它负责握手过程、报文管理、流量控制、错误检测和处理。它提供可靠的报文流传输和对上层应用的连接服务,能够按需重传报文。
象、SMTP、POP3都是使用的TCP协议。
TCP头结构: 1 16 32
UDP协议:它提供传输层的无保证的信息传输,是一种无连接的协议,它只用一点开销就可以把信息传输到远程主机。由于它没有保证目的主机成功地接收到数据的机制,所以任何使用UDP协议作为它的传输机制的应用程序都必须包含下列服务:丢失数据的重新发送、大的数据流的分段和重组、流控制、拥挤地避免。
尽管UDP存在缺点,但也有优点,它能提供像多点播送和广播等在TCP中没有地服务。由于UDP地开销小,所以在网络条件好地局域网内使用UDP能产生更少地通信量。像很多路由器和交换机在升级里面地软件时使用地TFTP协议,就利用地UDP协议(一般是拿一台计算机做TFTP服务器,然后将软件以TFTP方式下载到设备上),DNS、NFS也使用UDP协议。使用UDP通讯,不需要建立会话,直接发送。
网络层:提供TCP/IP通讯中寻址、打包和路由选择功能。网络层中有很多协议,如IP( Protocol)、ICMP( Control Message Protocol)、RIP(Routing Information Protocol)、OSPF(Open shortest Path First)等。
IP协议:IP协议提供主机的逻辑地址,就是IP地址。IP协议是无连接的。IP协议负责把数据送到目的主机。首先将目的IP与自己的IP比较,看是否在同一网段,如果是则直接传输,否则送到路由器(网关),由它代发。返回数据也是先发给网关,再发给源主机。
IP头结构:
1 16 32
ICMP协议:ping用的是ICMP协议。
链路层:数据要发到目的主机,最终都是通过链路层发送出去的。在同一网段,通讯通过物理地址即MAC地址来定位,每块网卡有唯一的MAC地址(由网卡生产厂写到网卡里)。在IP层的时候,判断目标主机的IP和源主机的IP在一个网段,然后通过ARP协议获得目标主机MAC地址,然后通讯。
以太网协议工作在链路层。最后通讯的时候用的是以太网协议。我们现在的校园网是千兆以太网、快速以太网(100M)、以太网混合。
以太网定义时使用的传输介质是同轴电缆。
以太网采用广播机制,所有与网络连接的工作站都可以看到网络上传递的数据。通过查看包含在帧中的目标地址,确定进行接收或放弃。如果证明数据确实是发给自己的,工作站将会接收数据并传递给高层协议进行处理。
以太网采用载波侦听多路复用/冲突检测(CSMA/CD)机制,一台主机要发送数据,要经历以下几步:;;;,重传前等待;。
可以将HUB看作一段很短的电缆,下面的主机都接在这段电缆上,成为一个冲突域。由CSMA/CD机制可以看出,HUB下主机越多,冲突越多,效率越低。
如果中继的HUB太多或网络线太长会产生大量的碰撞,降低网络效率。
如果双绞线质量不好或太长(超过100M)或有其他故障,会产生很多碰撞,降低网络效率。
一个具体的packet的头信息的分析
tcp::2589->:80,size:361
MAC层头信息
00|10|5c|ab|30|32| 00|10|a4|c3|7b|af| 08|00|
目标主机MAC地址源主机MAC地址 0800是 IP