OSI參考模型---開放式系統互聯模型---OSI/RM ISO--->國際標準化組織；特點：先有模型，在又協議。 OSI七層參考模型：應用層 --- 提供網絡服務；自然語言-->編碼表示層 --- 對數據的處理；格式化，加解密，壓縮解壓縮等等會話層 --- 建立、維護、管理會話連接。點到點的通訊傳輸層 --- 建立、維護、管理端到端的連接。網絡層 --- 邏輯尋址和路由選擇數據鏈路層 --- 物理尋址以及控制物理層通訊物理層 --- 比特流的傳輸 TCP/IP：先有協議，后建立模型。 ARP協議 作用：通過某一個地址，來獲取另一個地址。正向ARP --- 通過IP獲取MAC 反向ARP --- 通過MAC獲取IP 免費ARP --- 利用正向ARP的原理，請求自己的IP地址。1.地址沖突檢測；2.自我介紹。 ARP緩存表--->1.包含的是IP和MAC的對應關系；2.每一個ARP表項的老化時間為180S。 TCP/IP模型 即使通信線路被破壞，也能夠通過其他線路進行通信的技術。---分組網絡--->ARPANET網絡開放性實用性跨層封裝協議 --- 去除某個或某幾個層面的封裝，減少設備資源消耗。 TCP/IP五層協議體系詳解 物理層 物理層：傳輸比特流，而不是具體的傳輸媒介。任務：定義標準。機械特性 --- 接口形狀，數目。電氣特性 --- 傳輸二進制的位數，電壓范圍等信息。功能特性 --- 指定某一個電平表示的含義。數據 --- 傳輸信息的實體；1.串行傳輸；2.并行傳輸。信號 --- 是數據的電氣或電磁表示形式。碼元 --- 用一個固定時長的信號波表示一位K進制數字，是數字信號的計量單位。 1 0 1 0 1 ，0可以是一個碼元，1也可以是一個碼元--->2進制碼元 10 01 11 00--->00/01/10/11都是一個碼元，四進制碼元速率 --- 數據傳輸速率 --- 單位時間內，傳輸的數據量。一般用碼元傳輸速率和信息傳輸速率表示。數據傳輸速率碼元傳輸速率 --- 波特率 --- 單位時間內傳輸的碼元個數。信息傳輸速率 --- 比特率 --- 單位時間內傳輸的二進制碼元個數。比特/秒(b/s) 帶寬 --- 表示數據傳輸的能力，單位比特率。通信交換技術 電路交換 在傳輸數據之前，兩個節點之間必須先建立一條專用(雙方獨占)的物理通信路徑。建立連接、數據傳輸、連接釋放。報文交換 主體：是報文。方式：存儲-轉發方式。分組交換 通信雙方以分組為單位，使用存儲-轉發機制實現數據交互的通信方式。該方式一般被稱為包交換。數據鏈路層 數據鏈路層--->兩個節點之間的邏輯通道，將傳輸數據的物理硬件和軟件結合，構成數據鏈路。作用：負責通過一條鏈路從一個節點向另一個直接相鄰的接口發送數據報文。數據幀的構成 = 數據包+首部(源目MAC+類型)+尾部(校驗和) 幀定界：在數據幀的頭部和尾部，添加上一段控制信息，來標識數據幀的長度。幀同步：最大傳輸單元(MTU) --- MTU規定了數據包的大小，或者說是數據幀的長度上限。 --- 在以太網中為 1500字節。---也就是說，一個數據幀在以太網環境中，默認最大為1518字節。為了能夠使得接收方正確的檢查并傳輸數據幀，發送發會依照一定的規則把網絡層遞交的分組封裝成幀。規則有零比特填充的首位標志法和違規編碼法。零比特 --- 使用01111110字符來標識數據幀的開始和結束。一般是在HDLC協議中使用。違規編碼法 --- 利用不會用到的編碼方式作為數據幀的開始和結束。局域網IEEE802標準使用該方法。曼徹斯特編碼 --- 高-低：1；低-高：0；違規編碼 --- 出現高-高或低-低的一種編碼格式。 MAC子層 --- 介質訪問控制 LLC子層 --- 邏輯鏈路控制介質訪問控制 共享介質型 --- 多個設備共享一個通信介質的網絡模式。設備之間使用同一個載波信道進行數據的發送和接收。特點：1.半雙工通信；2.訪問控制。缺陷：容易發生擁塞(網絡擁堵)。訪問控制： 1.爭用方式；---爭奪數據傳輸的權利，即CSMA機制(載波偵聽多路訪問)。截斷二進制指數算法 --- 定義延遲傳輸時間 2.令牌傳遞方式。---通過令牌環來傳輸“令牌”，從而決定誰能夠發送信息。非共享介質型網絡層 每個站點直連交換機，由交換機負責轉發數據幀的網絡模式。---以太網主流特點：1.全雙工通信功能：僅僅保證的是數據無連接的、盡最大可能的數據報文交付。即所傳輸的分組信息，可能出現出錯、丟失、重復、失序、超時等各類問題。路由器 --- 網絡互聯+路由選擇。控制層面 --- 路由信息數據層面 --- 數據信息傳輸層 提供數據檢驗機制。源目MAC、源目IP、源目端口以太網中一定存在的是源目MAC和源目IP MAC---48bit 前24bit為廠商ID，也被稱為OUI；后24bit，被稱為產品ID。第一字節的第八比特位，分為單播TCP --- 傳輸控制協議 是一種面向連接的可靠傳輸協議。 --- 面向連接-->數據傳輸之前，收發雙方需要預先建立一條邏輯通路。 TCP目的：在不可靠的IP層之上，實現可靠的數據傳輸協議。主要解決數據的有序傳輸、無丟失、不重復問題。特點： TCP是面向連接的協議提供可靠交付每一條TCP連接，只能存在兩個端點；端點的標識--->套接字(IP+端口號)；TCP的連接是點對點的。 TCP是全雙工通信。通信雙方均具備發送緩存和接收緩存。發送緩存 TCP準備發送的數據 TCP已經發送，但是還沒有收到確認的數據接收緩存按序到達，但是未被應用程序即使處理的數據亂序到達，需要等待排序的數據 TCP是面向字節流的傳輸。以字節為單位進行數據傳輸。 --- TCP把應用程序交付下來的數據，僅僅看做是一連串無結構的字節信息。 TCP報文段 序列號：就是建立在字節流之上的。每發送一個字節，序列號+1；而不是每發送一個報文，序列號 +1。確認序列號：TCP可靠性機制的核心。1.告知發送方，自己收到了那些數據(確認序列號之前的數據都收到了)；2.告知發送方，本地期望收到的下一個報文的序列號(下一個報文中數據的起始編號)。逐包確認 --- 沒接收到一個報文，都要回復一次確認累積確認 --- 可以通過一個確認報文，回復多個信息。因為TCP是全雙工通信，所以在ACK確認報文中，是可以攜帶數據信息的 --- 即三次握手之后的所有傳輸的報文都必須代表確認機制。只有當接收方將數據從接受緩存中提取給應用程序時，才會回復確認報文。窗口大小 --- 發送本報文段的一方的，接受窗口大小，即現在允許對方發送的數據量。緊急指針 --- 標識緊急數據在該分組中的位置。控制位 --- 標記位緊急位URG --- 當該標記位置位，則代表該報文攜帶的數據中，存在高優先級的數據，應該盡快傳送，不用再緩存中排隊等待處理；配合緊急指針使用。確認為ACK --- 1.該標記位置位，則確認序列號有意義；2.在連接建立之后，所有傳輸的報文段，都必須將ACK置位為1。推送位PSH --- 當該標記位置位，接收方應盡快交付給應用程序，不再等待緩存填滿再向上交付。復位RST --- TCP重新建立連接同步位SYN --- 表明該報文是一個連接請求報文。終止位FIN --- 表明該報文是一個連接終止報文，并且此時本端數據發送完畢。 TCP可靠性 確認機制、重傳機制、排序機制、流量控制機制排序機制 IP分片，TCP分段。--->將過大的數據包，拆分成一個個小的數據段分別發送。基于MTU或者MSS進行分片或分段操作。MTU--->最大傳輸單元；MSS--->最大段長度； MTU是設備接口的參數信息，由設備接口進行維護。MSS = MTU - IP頭 - TCP頭 MSS數值需要在TCP三次握手的前兩次報文中，即SYN標記位=1的報文中進行協商。---選擇較小的 MSS作為之后的傳輸分段標準。 Path MTU --- 路徑MTU 接收方，依靠序列號來進行排序操作。序列號從小到大進行排序。確認機制 --- 是TCP可靠性的核心 TCP協議保證對方能夠收到本端發送的數據段的方法，就是讓對方回復一個確認報文段。確認報文特點：TCP頭部中的ACK標記位=1；確認的數據是由確認序列號來決定的。逐包確認 --- 累積確認 --- 選擇確認選擇確認 --- SACK --- 在確認報文中，增加一個變量。該變量攜帶的是自己已經收到的數據信息。并且將這個變量發送給發送端，這樣，發送端可以依據該變量來判斷需要重傳的報文。設備之間，想要使用選擇確認機制，也需要提前協商。在三次握手的前兩次SYN報文中進行協商，使用可選項字段攜帶。重傳機制 超時重傳 --- 當超過一定時間限制，則發送端主動重傳相關報文。 RTT --- 往返時間 --- 發出端發送數據后，到收到對端的反饋的確認報文的這一段時間。 RTO --- 超時重傳時間 --- 根據RTT計算得到，比RTT時間略大。當設備超過RTO時間未收到回復，則認為數據包丟失，需要進行重傳操作。并且，RTO時間是動態變化的。超時間隔加倍 --- 當發送端多次重傳相同報文時，則每一次會將RTO時間*2，直到接收到對端的確認報文，則重新計算RTT和RTO。快速重傳機制 --- 當發送方連續收到三次冗余ACK時，則認為這三個ACK報文所標識的信息丟失，需要進行快速重傳機制。快速重傳機制解釋 1、當發送者根據接收方的窗口大小，連續多次發送報文時，可能存在其中某個報文丟失，而不自知的情況 2、如果依靠超時重傳，需要等待RTO時間超時，才會重傳相關報文 3、但是為了加快TCP數據傳輸速率，提出快速重傳機制，當接收者連續多次收到的報文不是自己想要收到的報文時，會多次通過確認報文進行請求(請求發送端發送某一個固定的報文段)。 4、當發送端收到連續三次相同ACK報文后，則觸發重傳機制。超時重傳 --