常用的网络协议有:
IP/IPv4:网际协议
TCP:传输控制协议
IGMP:Internet 组管理协议
ICMP/ICMPv6:Internet控制信息协议
SNMP:简单网络管理协议
DNS:域名系统(服务)协议
具体介绍:
IP/IPv4:网际协议
网际协议(IP)是一个网络层协议,它包含寻址信息和控制信息 ,可使数据包在网络中路由。IP 协议是 TCP/IP 协议族中的主要网络层协议,与 TCP 协议结合组成整个因特网协议的核心协议。IP 协议同样都适用于 LAN 和 WAN 通信。
IP 协议有两个基本任务:提供无连接的和最有效的数据包传送;提供数据包的分割及重组以支持不同最大传输单元大小的数据连接。对于互联网络中 IP 数据报的路由选择处理,有一套完善的 IP 寻址方式。每一个 IP 地址都有其特定的组成但同时遵循基本格式。IP 地址可以进行细分并可用于建立子网地址。TCP/IP 网络中的每台计算机都被分配了一个唯一的 32 位逻辑地址,这个地址分为两个主要部分:网络号和主机号。网络号用以确认网络,如果该网络是因特网的一部分,其网络号必须由 InterNIC 统一分配。一个网络服务器供应商(ISP)可以从 InterNIC 那里获得一块网络地址,按照需要自己分配地址空间。主机号确认网络中的主机,它由本地网络管理员分配。
当你发送或接受数据时(例如,一封电子信函或网页),消息分成若干个块,也就是我们所说的“包”。每个包既包含发送者的网络地址又包含接受者的地址。由于消息被划分为大量的包,若需要,每个包都可以通过不同的网络路径发送出去。包到达时的顺序不一定和发送顺序相同, IP 协议只用于发送包,而 TCP 协议负责将其按正确顺序排列。
除了 ARP 和 RARP,其它所有 TCP/IP 族中的协议都是使用 IP 传送主机与主机间的通信。当前 IP 协议有两种版本:IPv4 和 IPv6。本文主要阐述 IPv4 。IPv6 的相关细节将在其它文件中再作介绍。
TCP:传输控制协议
传输控制协议 TCP 是 TCP/IP 协议栈中的传输层协议,它通过序列确认以及包重发机制,提供可靠的数据流发送和到应用程序的虚拟连接服务。与 IP 协议相结合, TCP 组成了因特网协议的核心。
由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行,计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包,以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用 TCP 的“端口号”完成的。网络 IP 地址和端口号结合成为唯一的标识 , 我们称之为“套接字”或“端点”。 TCP 在端点间建立连接或虚拟电路进行可靠通信。
TCP 服务提供了数据流传输、可靠性、有效流控制、全双工操作和多路复用技术等。
关于流数据传输 ,TCP 交付一个由序列号定义的无结构的字节流。 这个服务对应用程序有利,因为在送出到 TCP 之前应用程序不需要将数据划分成块, TCP 可以将字节整合成字段,然后传给 IP 进行发送。
TCP 通过面向连接的、端到端的可靠数据报发送来保证可靠性。 TCP 在字节上加上一个递进的确认序列号来告诉接收者发送者期望收到的下一个字节。如果在规定时间内,没有收到关于这个包的确认响应,重新发送此包。 TCP 的可靠机制允许设备处理丢失、延时、重复及读错的包。超时机制允许设备监测丢失包并请求重发。
TCP 提供了有效流控制。当向发送者返回确认响应时,接收 TCP 进程就会说明它能接收并保证缓存不会发生溢出的最高序列号。
全双工操作: TCP 进程能够同时发送和接收包。
TCP 中的多路技术:大量同时发生的上层会话能在单个连接上时进行多路复用。
IGMP:Internet 组管理协议
Internet 组管理协议(IGMP)是因特网协议家族中的一个组播协议,用于 IP 主机向任一个直接相邻的路由器报告他们的组成员情况。IGMP 信息封装在 IP 报文中,其 IP 的协议号为 2。IGMP 具有三种版本,即 IGMP v1、v2 和 v3。
IGMPv1: 主机可以加入组播组。没有离开信息(leave messages)。路由器使用基于超时的机制去发现其成员不关注的组。
IGMPv2: 该协议包含了离开信息,允许迅速向路由协议报告组成员终止情况,这对高带宽组播组或易变型组播组成员而言是非常重要的。
IGMPv3: 与以上两种协议相比,该协议的主要改动为:允许主机指定它要接收通信流量的主机对象。来自网络中其它主机的流量是被隔离的。IGMPv3 也支持主机阻止那些来自于非要求的主机发送的网络数据包。
IGMP 协议变种有:
距离矢量组播路由选择协议(DVMRP: Distance Vector Multicast Routing Protocol)
IGMP 用户认证协议 (IGAP: IGMP for user Authentication Protocol)
路由器端口组管理协议(RGMP: Router-port Group Management Protocol)
ICMP/ICMPv6:Internet控制信息协议
Internet 控制信息协议(ICMP)是 IP 组的一个整合部分。通过 IP 包传送的 ICMP 信息主要用于涉及网络操作或错误操作的不可达信息。ICMP 包发送是不可靠的,所以主机不能依靠接收 ICMP 包解决任何网络问题。ICMP 的主要功能如下:
通告网络错误。比如,某台主机或整个网络由于某些故障不可达。如果有指向某个端口号的 TCP 或 UDP 包没有指明接受端,这也由 ICMP 报告。
通告网络拥塞。当路由器缓存太多包,由于传输速度无法达到它们的接收速度,将会生成“ ICMP 源结束”信息。对于发送者,这些信息将会导致传输速度降低。当然,更多的 ICMP 源结束信息的生成也将引起更多的网络拥塞,所以使用起来较为保守。
协助解决故障。ICMP 支持 Echo 功能,即在两个主机间一个往返路径上发送一个包。 Ping 是一种基于这种特性的通用网络管理工具,它将传输一系列的包,测量平均往返次数并计算丢失百分比。
通告超时。如果一个 IP 包的 TTL 降低到零,路由器就会丢弃此包,这时会生成一个 ICMP 包通告这一事实。TraceRoute 是一个工具,它通过发送小 TTL 值的包及监视 ICMP 超时通告可以显示网络路由。
ICMP 在 IPv6 定义中重新修订。此外, IPv4 组成员协议(IGMP)的多点传送控制功能也嵌入到 ICMPv6 中。
SNMP:简单网络管理协议
SNMP 是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点(服务器、工作站、路由器、交换机及 HUBS 等)的一种标准协议,它是一种应用层协议。 SNMP 使网络管理员能够管理网络效能,发现并解决网络问题以及规划网络增长。通过 SNMP 接收随机消息(及事件报告)网络管理系统获知网络出现问题。
SNMP 管理的网络有三个主要组成部分:管理的设备、代理和网络管理系统。管理设备是一个网络节点,包含 ANMP 代理并处在管理网络之中。被管理的设备用于收集并储存管理信息。通过 SNMP , NMS 能得到这些信息。被管理设备,有时称为网络单元,可能指路由器、访问服务器,交换机和网桥、 HUBS 、主机或打印机。 SNMP 代理是被管理设备上的一个网络管理软件模块。 SNMP 代理拥有本地的相关管理信息,并将它们转换成与 SNMP 兼容的格式。 NMS 运行应用程序以实现监控被管理设备。此外, NMS 还为网络管理提供了大量的处理程序及必须的储存资源。任何受管理的网络至少需要一个或多个 NMS 。
目前, SNMP 有 3 种: SNMPV1 、 SNMPV2 、 SNMPV3。第 1 版和第 2 版没有太大差距,但 SNMPV2 是增强版本,包含了其它协议操作。与前两种相比, SNMPV3 则包含更多安全和远程配置。为了解决不同 SNMP 版本间的不兼容问题, RFC3584 种定义了三者共存策略。
SNMP 还包括一组由 RMON 、 RMON2 、 MTB 、 MTB2 、 OCDS 及 OCDS 定义的扩展协议。
DNS:域名系统(服务)协议
域名系统(服务)协议(DNS)是一种分布式网络目录服务,主要用于域名与 IP 地址的相互转换,以及控制因特网的电子邮件的发送。大多数因特网服务依赖于 DNS 而工作,一旦 DNS 出错,就无法连接 Web 站点,电子邮件的发送也会中止。
DNS 有两个独立的方面 :
定义了命名语法和规范,以利于通过名称委派域名权限。基本语法是: local.group.site;
定义了如何实现一个分布式计算机系统,以便有效地将域名转换成 IP 地址。
在 DNS 命名方式中,采用了分散和分层的机制来实现域名空间的委派授权以及域名与地址相转换的授权。通过使用 DNS 的命名方式来为遍布全球的网络设备分配域名,而这则是由分散在世界各地的服务器实现的。
理论上, DNS 协议中的域名标准阐述了一种可用任意标签值的分布式的抽象域名空间。任何组织都可以建立域名系统,为其所有分布结构选择标签,但大多数 DNS 协议用户遵循官方因特网域名系统使用的分级标签。常见的顶级域是: COM 、 EDU 、 GOV 、 NET 、 ORG 、 BIZ ,另外还有一些带国家代码的顶级域。
DNS 的分布式机制支持有效且可靠的名字到 IP 地址的映射。多数名字可以在本地映射,不同站点的服务器相互合作能够解决大网络的名字与 IP 地址的映射问题。单个服务器的故障不会影响 DNS 的正确操作。 DNS 是一种通用协议,它并不仅限于网络设备名称。
❷ 计算机网络协议有哪些,具体作用什么
目前网络协议有许多种,但是最基本的协议是TCP/IP协议,许多协议都是它的子协议。下面我们就对TCP/IP协议作一下简单介绍。
1 TCP/IP协议基础
TCP/IP协议包括两个子协议:一个是TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议),另一个是IP协议(Internet Protocol,互联网协议),它起源于20世纪60年代末。
在TCP/IP协议中,TCP协议和IP协议各有分工。TCP协议是IP协议的高层协议,TCP在IP之上提供了一个可靠的,连接方式的协议。TCP协议能保证数据包的传输以及正确的传输顺序,并且它可以确认包头和包内数据的准确性。如果在传输期间出现丢包或错包的情况,TCP负责重新传输出错的包,这样的可靠性使得TCP/IP协议在会话式传输中得到充分应用。IP协议为TCP/IP协议集中的其它所有协议提供“包传输”功能,IP协议为计算机上的数据提供一个最有效的无连接传输系统,也就是说IP包不能保证到达目的地,接收方也不能保证按顺序收到IP包,它仅能确认IP包头的完整性。最终确认包是否到达目的地,还要依靠TCP协议,因为TCP协议是有连接服务。
在计算机服务中如果按连接方式来分的话,可分为“有连接服务”和“无连接服务”两种。“有连接服务”必须先建立连接才能提供相应服务,而“无连接服务”则不需先建立连接。TCP协议是一种典型的有连接协议,而UDP协议则是典型的无连接服务。
TCP/IP协议所包括的协议和工具
TCP/IP协议是一组网络协议的集合,它主要包括以下几方面的协议和工具。
·TCP/IP协议核心协议
这些核心协议除了自身外,还包括用户数据报协议(UDP协议)、地址代理协议(ARP协议)以及网间控制协议(ICMP协议)。这组协议提供了一系列计算机互连和网络互连的标准协议。
·应用接口协议
这类协议主要包括Windows套接字(Socket,用于开发网络应用程序)、远程调用、NetBIOS协议(用于建立逻辑名和网络上的会话)和网络动态数据交换(Network,用于通过网络共享嵌入在文本中的信息)。
·基本的TCP/IP协议互连应用协议
主要包括finger、ftp、rep、rsh、telnet、tftp等协议。这些工具协议使得Windows系统用户使用非Microsoft系统计算机上(如UNIX系统计算机)的资源成为可能。
·TCP/IP协议诊断工具
这些工具包括arp、hostname、ipconfig、nbstat、netstat、ping和route,它们可用来检测并恢复TCP/IP协议网络故障。
·有关服务和管理工具
这些服务和管理工具包括FTP服务器服务(用于在两个远程计算机之间传输文件,这是远程控制通信中的关键功能)、网际命名服务WINS(用于在一个网际上动态记录和询问计算机的名字)、动态计算机配置协议DHCP(用于在Windows NT计算机上自动配置TCP/IP协议)以及TCP/IP协议打印(主要用于远程打印和网络打印)。
·简单网络管理协议代理(SNMP)
这个工具允许通过使用管理工具(如“Sun Net Manages” 或“HP Open View”),从远程管理Windows NT计算机。
(2)TCP/IP的主要协议简述
为了使读者能全面了解一些基本的网络通信协议和服务,本节就对TCP/IP协议所包括的几种主要协议进行简要说明。
·远程登录协议(Telnet)
Telnet协议是用来登录到远程计算机上,并进行信息访问,通过它可以访问所有的数据库、联机游戏、对话服务以及电子公告牌,如同与被访问的计算机在同一房间中工作一样,但只能进行些字符类操作和会话。
·文件传输协议(Ftp)
这是文件传输的基本协议,有了FTP协议就可以把的文件进行上传,也可从网上得到许多应用程序和信息(下载),有许多软件站点就是通过FTP协议来为用户提供下载任务的,俗称“FTP服务器”。最初的FTP程序是工作在UNIX系统下的,而目前的许多FTP程序是工作在Windows系统下的。FTP程序除了完成文件的传送之外,还允许用户建立与远程计算机的连接,登录到远程计算机上,并可在远程计算机上的目录间移动。
·电子邮件服务(Email)
电子邮件服务是目前最常见、应用最广泛的一种到联网服务。通过电子邮件,可以与Internet上的任何人交换信息。电子邮件的快速、高效、方便以及价廉,越来越得到了广泛的应用,目前只要是上过网的网民就肯定用过电子邮件这种服务。目前,全球平均每天约有几千万份电子邮件在网上传输。
·WWW服务
WWW服务(3W服务)也是目前应用最广的一种基本互联网应用,我们每天上网都要用到这种服务。通过WWW服务,只要用鼠标进行本地操作,就可以到达世界上的任何地方。由于WWW服务使用的是超文本链接(HTML),所以可以很方便的从一个信息页转换到另一个信息页。它不仅能查看文字,还可以欣赏图片、音乐、动画。最流行的WWW服务的程序就是微软的IE浏览器。
·简单邮件传输协议(SMTP)
SMTP是TCP/IP协议族的一个成员,这种协议认为你的计算机是永久连接在Internet上的,而且认为你在网络上的计算机在任何时候是可以被访问的。它适用于永久连接在Internet的计算机,但无法使用通过SLIP/PPP协议连接的用户接收电子邮件。解决这个问题的办法是在邮件计算机上同时运行SMTP和POP协议的程序,SMTP负责邮件的发送和在邮件计算机上的分拣和存储,POP协议负责将邮件通过SLIP/PPP协议连接传送到用户计算机上。
·信息服务(Gopher)
Gopher最早出现在1991年,它是第一个操作简便、使用广泛的从Internet服务器上获取信息的客户应用程序。除了操作简便外,它的另一个特点是速度快。Gopher运行时,将显示一个交互式的供用户选择的菜单,菜单中的选项由简单的短句组成,每个短句通常指向另一个菜单,并最终指向有用的文件。Gopher是帮助用户在Internet信息海洋中搜索有用信息的导航器。用户只要关心浏览的内容,而不必关心具体的服务器。
·文件检索服务(Archie)
它是一个从整个Internet上匿名FTP服务器获取文件的服务。其完全依赖于匿名FTP系统的管理员,他们将站点在全世界的Archie服务器进行了注册,Archie仅通过文件名进行检索。
2 IP协议
目前正在使用的IP协议是第4版的,称之为“IPv4”,新版本的IP协议正在完善过程中,它就是经常可以在各大IT媒体中见到的IPv6。IPv6所要解决的主要是IPv4协议中IP地址远远不够的现象。IPv4所采用的是32位,而IPv6则是128位,是原来的4倍。IPv6所提供的IP地址数已可算是天文数字了,据专家们分析,这个数字的IP地址可以使全球的每一个人都可拥有10以上的IP地址,这么多的IP地址相信再也不会出现IPv4那样除了美国外,各国都出现IP地址短缺现象,为将来实现移动上网打下了坚实的基础。但这属于较新技术,在此就不作详细介绍,本文仍以目前主流的IPv4协议为基础进行介绍。
IP协议的功能是把数据报在互联的网络上传送,通过将数据报在一个个IP协议模块间传送,直到目的模块。网络中每个计算机和网关上都有IP协议模块。数据报在一个个模块间通过路由处理网络地址传送到目的地址,因此搜寻网络地址对于IP协议十分重要的功能。另外,因为各个网络上的数据报大小可能不同,所以数据报的分段也是IP协议的不可或缺的功能,不然对于一些网络带宽较窄的网络,大的数据报就无法正确传输了。下面主要介绍我们初级学者所关心的现行方面问题。
(1)IP地址
在计算机寻址中经常会遇到“名字”、“地址”和“路由”这三个术语,它们之间是有较大区别的。名字是要找的,就像的人名一样;而地址是用来指出这个名字在什么地方,就像人的住址一样;路由是解决如何到达目的地址的问题,就像已经知道了某个人住在什么地方,现在要考虑走什么路线、采用什么交通工具到达目的地方最为简便。
这里所介绍的IP协议主要是解决地址的问题。名字和地址进行解析的工作是由其上层协议--TCP协议完成。IP协议模块将地址和本地网络地址加以映射(就像写信一样,IP协议只负责把收、发信人的地址写上,把信投进邮箱就可不管了),而将本地网络地址和路由进行映射则是低层协议(如路由协议)的任务,所以说IP协议是一个无连接的服务。
IP协议要寻找的“地址”是32位长(4个分段的16进制组成),由网络号(网络ID)和主机号(主机ID)两部分构成,按照IP协议规定因特网上的地址共有A、B、C、D、E五类.
按照IP协议规定因特网上的地址共有A、B、C、D、E五类·A类IP地址:用前面8位来标识网络号,其中规定最前面一位为“0”,24位标识主机地址,即A类地址的第一段取值(也即网络号)可以是“00000001 ̄01111111”之间任一数字,转换为十进制后即为1~128之间。主机号没有做硬性规定,所以它的IP地址范围为“1.0.0.0-128.255.255.255”。A类地址是为大型政府网络而提供,因为A地址中有10.0.0.0-10.255.255.254和127.0.0.0-127.255.255.254这两段地址有专门用途,所以全世界总共只有126个可能的A类网络。每个A类网络最多可以连接16777214台计算机,这类地址数是最少的,但这类网络所允许连接的计算机是最多的。
·B类IP地址:用前面16位来标识网络号,其中最前面两位规定为“10”,16位标识主机号,也就是说B类地址的第一段“10000000 ̄10111111”,转换成十进制后即为128~191之间,第一段和第二段合在一起表示网络地址,它的地址范围为“128.0.0.0-191.255.255.255”。B类地址适用于中等规模的网络,全世界大约有16000个B类网络,每个B类网络最多可以连接65534台计算机。这类IP地址通常为中等规模的网络提供。其中172.16.0.0-172.31.255.254地址段有专门用途。
·C类IP地址:用前面24位来标识网络号,其中最前面三位规定为“110”,8位标识主机号。这样C类地址的第一段取值为“11000000 ̄11011111”之间,转换成十进制后即为192~223。第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号,最后一段标识网络上的主机号,它的地址范围为“192.0.0.0-223.255.255.255”。C类地址适用于校园网等小型网络,每个C类网络最多可以有254台计算机。这类地址是所有的地址类型中地址数最多的,但这类网络所允许连接的计算机是最少的。这类IP地址可分配给任何有需要的人。其中192.168.0.0-192.168.255.255为企业局域网专用地址段。
·D类地址:它用于多重广播组,一个多重广播组可能包括1台或更多主机,或根本没有。D类地址的最高位为1110,第一段八位体为“11100000 ̄11101111”,转换成十进制即为224 ̄239,剩余的位设计客户机参加的特定组,它的地址范围为“224.0.1.1-239.255.255.255”。在多重广播操作中没有网络或主机位,数据包将传送到网络中选定的主机子集中,只有注册了多重广播地址的主机才能接收到数据包。Microsoft支持D类地址,用于应用程序将多重广播数据发送到网络间的主机上,包括WINS和Microsoft NetShow。
·E类地址:这是一个通常不用的实验性地址,保留作为以后使用。E类地址的最高位为11110,第一段八位体为“11110000 ̄11110111”,转换成十进制即为240 ̄247。
IPv4协议中对首段位为248 ̄254 的地址段暂无规定。
其实还有一类IP地址,就是以“127”开头的IP地址,这类IP地址也是属于保留使用的,这类地址属于环路测试类IP地址。这类IP地址不能作为计算机的IP地址用,也就不能在网络上使用这样的IP地址来标识计算机的位置,更不能通过在浏览器或者其他搜索位置输入这样的IP地址,来搜索想要查找的计算机,因为它只能在本地计算机上用于测试使用。
其实还有一类IP地址,就是以“127”开头的IP地址,这类IP地址也是属于保留使用的,这类地址属于环路测试类IP地址。这类IP地址不能作为计算机的IP地址用,也就不能在网络上使用这样的IP地址来标识计算机的位置,更不能通过在浏览器或者其他搜索位置输入这样的IP地址,来搜索想要查找的计算机,因为它只能在本地计算机上用于测试使用。
其实还有一类IP地址,就是以“127”开头的IP地址,这类IP地址也是属于保留使用的,这类地址属于环路测试类IP地址。这类IP地址不能作为计算机的IP地址用,也就不能在网络上使用这样的IP地址来标识计算机的位置,更不能通过在浏览器或者其他搜索位置输入这样的IP地址,来搜索想要查找的计算机,因为它只能在本地计算机上用于测试使用。
(2) 子网掩码和域名
以上介绍的是网络IP地址,但随着网络的发展,IPv4标准中的IP地址远不够用,为了解决这一矛盾,于是又在IP地址加上子网掩码来进一步识别。在TCP/IP协议中规定,A类网络的子网掩码格式为“255.0.0.0”形式,后面的“0”可以为“0 ̄254”之间任一数字。B类网络的子网掩码格式为“255.255.0.0”,C类网络的子网掩码为格式为“255.255.255.0”,同样其中的“0”可以是“0 ̄254”之间任一数字。如果没有子网,可以为“0”,也可以不配置,如果有子网则一定要配置。
前面介绍的IP地址都是以数字形式表示计算机的地址,这种IP地址人们记忆起来是非常困难的。对非计算机和网络的专业人士来说,记住这种地址是很不现实的。因此,Internet还采用域名地址来表示每台计算机。通过为每台计算机建立IP地址与域名地址之间的映射关系,用户可以在网上避开难以记忆的IP地址,而用域名地址来唯一标记网上的计算机。域名地址与IP地址的关系类似于一个人的姓名与身份证号码之间的关系。
要把计算机连入Internet,必须获得网上唯一的IP地址与对应的域名地址。域名地址由域名系统(DNS)管理。每个连到Internet的网络中都有至少一个DNS服务器,其中存有该网络中所有计算机的域名和对应的IP地址,通过与其他网络的DNS服务器相连就可以找到其他站点。这也是在TCP/IP协议属性中要进行DNS配置的原因。
域名地址也是分段表示的,每段分别授权给不同的机构管理,各段之间用圆点(.)分隔。与IP地址相反,各段自左至右级别是越来越高。
❸ 常见的网络协议有哪些
第一章 概述
电信网、计算机网和有线电视网 三网合一
TCP/IP是当前的因特网协议簇的总称,TCP和 IP是其中的两个最重要的协议。
RFC标准轨迹由3个成熟级构成:提案标准、草案标准和标准。
第二章 计算机网络与因特网体系结构
根据拓扑结构:计算机网络可以分为总线型网、环型网、星型网和格状网。
根据覆盖范围:计算机网络可以分为广域网、城域网、局域网和个域网。
网络可以划分成:资源子网和通信子网两个部分。
网络协议是通信双方共同遵守的规则和约定的集合。网络协议包括三个要素,即语法、语义和同步规则。
通信双方对等层中完成相同协议功能的实体称为对等实体 ,对等实体按协议进行通信。
有线接入技术分为铜线接入、光纤接入和混合光纤同轴接入技术。
无线接入技术主要有卫星接入技术、无线本地环路接入和本地多点分配业务。
网关实现不同网络协议之间的转换。
因特网采用了网络级互联技术,网络级的协议转换不仅增加了系统的灵活性,而且简化了网络互联设备。
因特网对用户隐藏了底层网络技术和结构,在用户看来,因特网是一个统一的网络。
因特网将任何一个能传输数据分组的通信系统都视为网络,这些网络受到网络协议的平等对待。
TCP/IP 协议分为 4 个协议层 :网络接口层、网络层、传输层和应用层。
IP 协议既是网络层的核心协议 ,也是 TCP/IP 协议簇中的核心协议。
第四章 地址解析
建立逻辑地址与物理地址之间 映射的方法 通常有静态映射和动态映射。动态映射是在需要获得地址映射关系时利用网络通信协议直接从其他主机上获得映射信息。 因特网采用了动态映射的方法进行地址映射。
获得逻辑地址与物理地址之间的映射关系称为地址解析 。
地址解析协议 ARP 是将逻辑地址( IP 地址)映射到物理地址的动态映射协议。
ARP 高速缓存中含有最近使用过的 IP 地址与物理地址的映射列表。
在 ARP 高速缓存中创建的静态表项是永不超时的地址映射表项。
反向地址解析协议 RARP 是将给定的物理地址映射到逻辑地址( IP地址)的动态映射。RARP需要有RARP 服务器帮助完成解析。
ARP请求和 RARP请求,都是采用本地物理网络广播实现的。
在代理ARP中,当主机请求对隐藏在路由器后面的子网中的某一主机 IP 地址进行解析时,代理 ARP路由器将用自己的物理地址作为解析结果进行响应。
第五章 IP协议
IP是不可靠的无连接数据报协议,提供尽力而为的传输服务。
TCP/IP 协议的网络层称为IP层.
IP数据报在经过路由器进行转发时一般要进行三个方面的处理:首部校验、路由选择、数据分片
IP层通过IP地址实现了物理地址的统一,通过IP数据报实现了物理数据帧的统一。 IP 层通过这两个方面的统一屏蔽了底层的差异,向上层提供了统一的服务。
IP 数据报由首部和数据两部分构成 。首部分为定长部分和变长部分。选项是数据报首部的变长部分。定长部分 20 字节,选项不超过40字节。
IP 数据报中首部长度以 32 位字为单位 ,数据报总长度以字节为单位,片偏移以 8 字节( 64 比特)为单位。数据报中的数据长度 =数据报总长度-首部长度× 4。
IP 协议支持动态分片 ,控制分片和重组的字段是标识、标志和片偏移, 影响分片的因素是网络的最大传输单元 MTU ,MTU 是物理网络帧可以封装的最大数据字节数。通常不同协议的物理网络具有不同的MTU 。分片的重组只能在信宿机进行。
生存时间TTL是 IP 数据报在网络上传输时可以生存的最大时间,每经过一个路由器,数据报的TTL值减 1。
IP数据报只对首部进行校验 ,不对数据进行校验。
IP选项用于网络控制和测试 ,重要包括严格源路由、宽松源路由、记录路由和时间戳。
IP协议的主要功能 包括封装 IP 数据报,对数据报进行分片和重组,处理数据环回、IP选项、校验码和TTL值,进行路由选择等。
在IP 数据报中与分片相关的字段是标识字段、标志字段和片偏移字段。
数据报标识是分片所属数据报的关键信息,是分片重组的依据
分片必须满足两个条件: 分片尽可能大,但必须能为帧所封装 ;片中数据的大小必须为 8 字节的整数倍 ,否则 IP 无法表达其偏移量。
分片可以在信源机或传输路径上的任何一台路由器上进行,而分片的重组只能在信宿机上进行片重组的控制主要根据 数据报首部中的标识、标志和片偏移字段
IP选项是IP数据报首部中的变长部分,用于网络控制和测试目的 (如源路由、记录路由、时间戳等 ),IP选项的最大长度 不能超过40字节。
1、IP 层不对数据进行校验。
原因:上层传输层是端到端的协议,进行端到端的校验比进行点到点的校验开销小得多,在通信线路较好的情况下尤其如此。另外,上层协议可以根据对于数据可靠性的要求, 选择进行校验或不进行校验,甚至可以考虑采用不同的校验方法,这给系统带来很大的灵活性。
2、IP协议对IP数据报首部进行校验。
原因: IP 首部属于 IP 层协议的内容,不可能由上层协议处理。
IP 首部中的部分字段在点到点的传递过程中是不断变化的,只能在每个中间点重新形成校验数据,在相邻点之间完成校验。
3、分片必须满足两个条件:
分片尽可能大,但必须能为帧所封装 ;
片中数据的大小必须为8字节的整数倍,否则IP无法表达其偏移量。
第六章 差错与控制报文协议(ICMP)
ICMP 协议是 IP 协议的补充,用于IP层的差错报告、拥塞控制、路径控制以及路由器或主机信息的获取。
ICMP既不向信宿报告差错,也不向中间的路由器报告差错,而是 向信源报告差错 。
ICMP与 IP协议位于同一个层次,但 ICMP报文被封装在IP数据报的数据部分进行传输。
ICMP 报文可以分为三大类:差错报告、控制报文和请求 /应答报文。
ICMP 差错报告分为三种 :信宿不可达报告、数据报超时报告和数据报参数错报告。数据报超时报告包括 TTL 超时和分片重组超时。
数据报参数错包括数据报首部中的某个字段的值有错和数据报首部中缺少某一选项所必须具有的部分参数。
ICMP控制报文包括源抑制报文和重定向报文。
拥塞是无连接传输时缺乏流量控制机制而带来的问题。ICMP 利用源抑制的方法进行拥塞控制 ,通过源抑制减缓信源发出数据报的速率。
源抑制包括三个阶段 :发现拥塞阶段、解决拥塞阶段和恢复阶段。
ICMP 重定向报文由位于同一网络的路由器发送给主机,完成对主机的路由表的刷新。
ICMP 回应请求与应答不仅可以被用来测试主机或路由器的可达性,还可以被用来测试 IP 协议的工作情况。
ICMP时间戳请求与应答报文用于设备间进行时钟同步 。
主机利用 ICMP 路由器请求和通告报文不仅可以获得默认路由器的 IP 地址,还可以知道路由器是否处于活动状态。
第七章 IP 路由
数据传递分为直接传递和间接传递 ,直接传递是指直接传到最终信宿的传输过程。间接传递是指在信
源和信宿位于不同物理网络时,所经过的一些中间传递过程。
TCP/IP 采用 表驱动的方式 进行路由选择。在每台主机和路由器中都有一个反映网络拓扑结构的路由表,主机和路由器能够根据 路由表 所反映的拓扑信息找到去往信宿机的正确路径。
通常路由表中的 信宿地址采用网络地址 。路径信息采用去往信宿的路径中的下一跳路由器的地址表示。
路由表中的两个特殊表目是特定主机路由和默认路由表目。
路由表的建立和刷新可以采用两种不同 的方式:静态路由和动态路由。
自治系统 是由独立管理机构所管理的一组网络和路由器组成的系统。
路由器自动获取路径信息的两种基本方法是向量—距离算法和链路 —状态算法。
1、向量 — 距离 (Vector-Distance,简称 V—D)算法的基本思想 :路由器周期性地向与它相邻的路由器广播路径刷新报文,报文的主要内容是一组从本路由器出发去往信宿网络的最短距离,在报文中一般用(V,D)序偶表示,这里的 V 代表向量,标识从该路由器可以到达的信宿 (网络或主机 ),D 代表距离,指出从该路由器去往信宿 V 的距离, 距离 D 按照去往信宿的跳数计。 各个路由器根据收到的 (V ,D)报文,按照最短路径优先原则对各自的路由表进行刷新。
向量 —距离算法的优点是简单,易于实现。
缺点是收敛速度慢和信息交换量较大。
2、链路 — 状态 (Link-Status,简称 L-S)算法的基本思想 :系统中的每个路由器通过从其他路由器获得的信息,构造出当前网络的拓扑结构,根据这一拓扑结构,并利用 Dijkstra 算法形成一棵以本路由器为根的最短路径优先树, 由于这棵树反映了从本节点出发去往各路由节点的最短路径, 所以本节点就可以根据这棵最短路径优先树形成路由表。
动态路由所使用的路由协议包括用于自治系统内部的 内部网关协 议和用于自治系统之间的外部网关协议。
RIP协议在基本的向量 —距离算法的基础上 ,增加了对路由环路、相同距离路径、失效路径以及慢收敛问题的处理。 RIP 协议以路径上的跳数作为该路径的距离。 RIP 规定,一条有效路径的距离不能超过
RIP不适合大型网络。
RIP报文被封装在 UDP 数据报中传输。RIP使用 UDP 的 520 端口号。
3、RIP 协议的三个要点
仅和相邻路由器交换信息。
交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表。
按固定的时间间隔交换路由信息,例如,每隔30秒。
4、RIP 协议的优缺点
RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时,要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。
RIP 协议最大的优点就是实现简单,开销较小。
RIP 限制了网络的规模,它能使用的最大距离为15(16表示不可达)。
路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表,因而随着网络规模的扩大,开销也就增加。
5、为了防止计数到无穷问题,可以采用以下三种技术。
1)水平 分割 法(Split Horizon) 水平分割法的基本思想:路由器从某个接口接收到的更新信息不允许再从这个接口发回去。在图 7-9 所示的例子中, R2 向 R1 发送 V-D 报文时,不能包含经过 R1 去往 NET1的路径。因为这一信息本身就是 R1 所产生的。
2) 保持法 (Hold Down) 保持法要求路由器在得知某网络不可到达后的一段时间内,保持此信息不变,这段时间称为保持时间,路由器在保持时间内不接受关于此网络的任何可达性信息。
3) 毒性逆转法 (Poison Reverse)毒性逆转法是水平分割法的一种变化。当从某一接口发出信息时,凡是从这一接口进来的信息改变了路由表表项的, V-D 报文中对应这些表目的距离值都设为无穷 (16)。
OSPF 将自治系统进一步划分为区域,每个区域由位于同一自治系统中的一组网络、主机和路由器构成。区域的划分不仅使得广播得到了更好的管理,而且使 OSPF能够支持大规模的网络。
OSPF是一个链路 —状态协议。当网络处于收敛状态时, 每个 OSPF路由器利用 Dijkstra 算法为每个网络和路由器计算最短路径,形成一棵以本路由器为根的最短路径优先 (SPF)树,并根据最短路径优先树构造路由表。
OSPF直接使用 IP。在IP首部的协议字段, OSPF协议的值为 89。
BGP 是采用路径 —向量算法的外部网关协议 , BGP 支持基于策略的路由,路由选择策略与政治、经济或安全等因素有关。
BGP 报文分为打开、更新、保持活动和通告 4 类。BGP 报文被封装在 TCP 段中传输,使用TCP的179 号端口 。
第八章 传输层协议
传输层承上启下,屏蔽通信子网的细节,向上提供通用的进程通信服务。传输层是对网络层的加强与弥补。 TCP 和 UDP 是传输层 的两大协议。
端口分配有两种基本的方式:全局端口分配和本地端口分配。
在因特网中采用一个 三元组 (协议,主机地址,端口号)来全局惟一地标识一个进程。用一个五元组(协议 ,本地主机地址 ,本地端口号 ,远地主机地址 ,远地端口号)来描述两个进程的关联。
TCP 和 UDP 都是提供进程通信能力的传输层协议。它们各有一套端口号,两套端口号相互独立,都是从0到 65535。
TCP 和 UDP 在计算校验和时引入伪首部的目的是为了能够验证数据是否传送到了正确的信宿端。
为了实现数据的可靠传输, TCP 在应用进程间 建立传输连接 。TCP 在建立连接时采用 三次握手方法解决重复连接的问题。在拆除连接时采用 四次握手 方法解决数据丢失问题。
建立连接前,服务器端首先被动打开其熟知的端口,对端口进行监听。当客户端要和服务器建立连接时,发出一个主动打开端口的请求,客户端一般使用临时端口。
TCP 采用的最基本的可靠性技术 包括流量控制、拥塞控制和差错控制。
TCP 采用 滑动窗口协议 实现流量控制,滑动窗口协议通过发送方窗口和接收方窗口的配合来完成传输控制。
TCP 的 拥塞控制 利用发送方的窗口来控制注入网络的数据流的速度。发送窗口的大小取通告窗口和拥塞窗口中小的一个。
TCP通过差错控制解决 数据的毁坏、重复、失序和丢失等问题。
UDP 在 IP 协议上增加了进程通信能力。此外 UDP 通过可选的校验和提供简单的差错控制。但UDP不提供流量控制和数据报确认 。
1、传输层( Transport Layer)的任务 是向用户提供可靠的、透明的端到端的数据传输,以及差错控制和流量控制机制。
2 “传输层提供应用进程间的逻辑通信 ”。“逻辑通信 ”的意思是:传输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。但事实上这两个传输层之间并没有一条水平方向的物理连接。
TCP 提供的可靠传输服务有如下五个特征 :
面向数据流 ; 虚电路连接 ; 有缓冲的传输 ; 无结构的数据流 ; 全双工连接 .
3、TCP 采用一种名为 “带重传功能的肯定确认 ( positive acknowledge with retransmission ) ”的技术作为提供可靠数据传输服务的基础。
第九章 域名系统
字符型的名字系统为用户提供了非常直观、便于理解和记忆的方法,非常符合用户的命名习惯。
因特网采用层次型命名机制 ,层次型命名机制将名字空间分成若干子空间,每个机构负责一个子空间的管理。 授权管理机构可以将其管理的子名字空间进一步划分, 授权给下一级机构管理。名字空间呈一种树形结构。
域名由圆点 “.”分开的标号序列构成 。若域名包含从树叶到树根的完整标号串并以圆点结束,则称该域名为完全合格域名FQDN。
常用的三块顶级域名 为通用顶级域名、国家代码顶级域名和反向域的顶级域名。
TCP/IP 的域名系统是一个有效的、可靠的、通用的、分布式的名字 —地址映射系统。区域是 DNS 服务器的管理单元,通常是指一个 DNS 服务器所管理的名字空间 。区域和域是不同的概念,域是一个完整的子树,而区域可以是子树中的任何一部分。
名字服务器的三种主要类型是 主名字服务器、次名字服务器和惟高速缓存名字服务器。主名字服务器拥有一个区域文件的原始版本,次名字服务器从主名字服务器那里获得区域文件的拷贝,次名字服务器通过区域传输同主名字服务器保持同步。
DNS 服务器和客户端属于 TCP/IP 模型的应用层, DNS 既可以使用 UDP,也可以使用 TCP 来进行通信。 DNS 服务器使用 UDP 和 TCP 的 53 号熟知端口。
DNS 服务器能够使用两种类型的解析: 递归解析和反复解析 。
DNS 响应报文中的回答部分、授权部分和附加信息部分由资源记录构成,资源记录存放在名字服务器的数据库中。
顶级域 cn 次级域 e.cn 子域 njust.e.cn 主机 sery.njust.e.cn
TFTP :普通文件传送协议( Trivial File Transfer Protocol )
RIP: 路由信息协议 (Routing Information Protocol)
OSPF 开放最短路径优先 (Open Shortest Path First)协议。
EGP 外部网关协议 (Exterior Gateway Protocol)
BGP 边界网关协议 (Border Gateway Protocol)
DHCP 动态主机配置协议( Dynamic Host Configuration Protocol)
Telnet工作原理 : 远程主机连接服务
FTP 文件传输工作原理 File Transfer Protocol
SMTP 邮件传输模型 Simple Message Transfer Protocol
HTTP 工作原理
❹ 我们经常使用的计算机网络协议主要有哪些
常用的网络协议有:x0dx0ax0dx0aIP/IPv4:网际协议x0dx0aTCP:传输控制协议x0dx0aIGMP:Internet 组管理协议x0dx0aICMP/ICMPv6:Internet控制信息协议x0dx0aSNMP:简单网络管理协议x0dx0aDNS:域名系统(服务)协议x0dx0ax0dx0a具体介绍:x0dx0ax0dx0aIP/IPv4:网际协议x0dx0ax0dx0a 网际协议(IP)是一个网络层协议,它包含寻址信息和控制信息 ,可使数据包在网络中路由。IP 协议是 TCP/IP 协议族中的主要网络层协议,与 TCP 协议结合组成整个因特网协议的核心协议。IP 协议同样都适用于 LAN 和 WAN 通信。x0dx0ax0dx0a IP 协议有两个基本任务:提供无连接的和最有效的数据包传送;提供数据包的分割及重组以支持不同最大传输单元大小的数据连接。对于互联网络中 IP 数据报的路由选择处理,有一套完善的 IP 寻址方式。每一个 IP 地址都有其特定的组成但同时遵循基本格式。IP 地址可以进行细分并可用于建立子网地址。TCP/IP 网络中的每台计算机都被分配了一个唯一的 32 位逻辑地址,这个地址分为两个主要部分:网络号和主机号。网络号用以确认网络,如果该网络是因特网的一部分,其网络号必须由 InterNIC 统一分配。一个网络服务器供应商(ISP)可以从 InterNIC 那里获得一块网络地址,按照需要自己分配地址空间。主机号确认网络中的主机,它由本地网络管理员分配。x0dx0ax0dx0a 当你发送或接受数据时(例如,一封电子信函或网页),消息分成若干个块,也就是我们所说的“包”。每个包既包含发送者的网络地址又包含接受者的地址。由于消息被划分为大量的包,若需要,每个包都可以通过不同的网络路径发送出去。包到达时的顺序不一定和发送顺序相同, IP 协议只用于发送包,而 TCP 协议负责将其按正确顺序排列。x0dx0ax0dx0a 除了 ARP 和 RARP,其它所有 TCP/IP 族中的协议都是使用 IP 传送主机与主机间的通信。当前 IP 协议有两种版本:IPv4 和 IPv6。本文主要阐述 IPv4 。IPv6 的相关细节将在其它文件中再作介绍。 x0dx0ax0dx0aTCP:传输控制协议x0dx0a 传输控制协议 TCP 是 TCP/IP 协议栈中的传输层协议,它通过序列确认以及包重发机制,提供可靠的数据流发送和到应用程序的虚拟连接服务。与 IP 协议相结合, TCP 组成了因特网协议的核心。 x0dx0ax0dx0a 由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行,计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包,以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用 TCP 的“端口号”完成的。网络 IP 地址和端口号结合成为唯一的标识 , 我们称之为“套接字”或“端点”。 TCP 在端点间建立连接或虚拟电路进行可靠通信。x0dx0ax0dx0a TCP 服务提供了数据流传输、可靠性、有效流控制、全双工操作和多路复用技术等。x0dx0ax0dx0a 关于流数据传输 ,TCP 交付一个由序列号定义的无结构的字节流。 这个服务对应用程序有利,因为在送出到 TCP 之前应用程序不需要将数据划分成块, TCP 可以将字节整合成字段,然后传给 IP 进行发送。x0dx0ax0dx0a TCP 通过面向连接的、端到端的可靠数据报发送来保证可靠性。 TCP 在字节上加上一个递进的确认序列号来告诉接收者发送者期望收到的下一个字节。如果在规定时间内,没有收到关于这个包的确认响应,重新发送此包。 TCP 的可靠机制允许设备处理丢失、延时、重复及读错的包。超时机制允许设备监测丢失包并请求重发。x0dx0ax0dx0a TCP 提供了有效流控制。当向发送者返回确认响应时,接收 TCP 进程就会说明它能接收并保证缓存不会发生溢出的最高序列号。x0dx0ax0dx0a 全双工操作: TCP 进程能够同时发送和接收包。x0dx0ax0dx0a TCP 中的多路技术:大量同时发生的上层会话能在单个连接上时进行多路复用。x0dx0ax0dx0aIGMP:Internet 组管理协议x0dx0a Internet 组管理协议(IGMP)是因特网协议家族中的一个组播协议,用于 IP 主机向任一个直接相邻的路由器报告他们的组成员情况。IGMP 信息封装在 IP 报文中,其 IP 的协议号为 2。IGMP 具有三种版本,即 IGMP v1、v2 和 v3。x0dx0ax0dx0aIGMPv1: 主机可以加入组播组。没有离开信息(leave messages)。路由器使用基于超时的机制去发现其成员不关注的组。 x0dx0aIGMPv2: 该协议包含了离开信息,允许迅速向路由协议报告组成员终止情况,这对高带宽组播组或易变型组播组成员而言是非常重要的。 x0dx0aIGMPv3: 与以上两种协议相比,该协议的主要改动为:允许主机指定它要接收通信流量的主机对象。来自网络中其它主机的流量是被隔离的。IGMPv3 也支持主机阻止那些来自于非要求的主机发送的网络数据包。 x0dx0a IGMP 协议变种有: x0dx0ax0dx0a距离矢量组播路由选择协议(DVMRP: Distance Vector Multicast Routing Protocol) x0dx0aIGMP 用户认证协议 (IGAP: IGMP for user Authentication Protocol) x0dx0a路由器端口组管理协议(RGMP: Router-port Group Management Protocol) x0dx0ax0dx0aICMP/ICMPv6:Internet控制信息协议x0dx0a Internet 控制信息协议(ICMP)是 IP 组的一个整合部分。通过 IP 包传送的 ICMP 信息主要用于涉及网络操作或错误操作的不可达信息。ICMP 包发送是不可靠的,所以主机不能依靠接收 ICMP 包解决任何网络问题。ICMP 的主要功能如下:x0dx0ax0dx0a 通告网络错误。比如,某台主机或整个网络由于某些故障不可达。如果有指向某个端口号的 TCP 或 UDP 包没有指明接受端,这也由 ICMP 报告。x0dx0ax0dx0a 通告网络拥塞。当路由器缓存太多包,由于传输速度无法达到它们的接收速度,将会生成“ ICMP 源结束”信息。对于发送者,这些信息将会导致传输速度降低。当然,更多的 ICMP 源结束信息的生成也将引起更多的网络拥塞,所以使用起来较为保守。x0dx0ax0dx0a 协助解决故障。ICMP 支持 Echo 功能,即在两个主机间一个往返路径上发送一个包。 Ping 是一种基于这种特性的通用网络管理工具,它将传输一系列的包,测量平均往返次数并计算丢失百分比。x0dx0ax0dx0a 通告超时。如果一个 IP 包的 TTL 降低到零,路由器就会丢弃此包,这时会生成一个 ICMP 包通告这一事实。TraceRoute 是一个工具,它通过发送小 TTL 值的包及监视 ICMP 超时通告可以显示网络路由。x0dx0ax0dx0a ICMP 在 IPv6 定义中重新修订。此外, IPv4 组成员协议(IGMP)的多点传送控制功能也嵌入到 ICMPv6 中。 x0dx0ax0dx0aSNMP:简单网络管理协议x0dx0a SNMP 是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点(服务器、工作站、路由器、交换机及 HUBS 等)的一种标准协议,它是一种应用层协议。 SNMP 使网络管理员能够管理网络效能,发现并解决网络问题以及规划网络增长。通过 SNMP 接收随机消息(及事件报告)网络管理系统获知网络出现问题。x0dx0ax0dx0a SNMP 管理的网络有三个主要组成部分:管理的设备、代理和网络管理系统。管理设备是一个网络节点,包含 ANMP 代理并处在管理网络之中。被管理的设备用于收集并储存管理信息。通过 SNMP , NMS 能得到这些信息。被管理设备,有时称为网络单元,可能指路由器、访问服务器,交换机和网桥、 HUBS 、主机或打印机。 SNMP 代理是被管理设备上的一个网络管理软件模块。 SNMP 代理拥有本地的相关管理信息,并将它们转换成与 SNMP 兼容的格式。 NMS 运行应用程序以实现监控被管理设备。此外, NMS 还为网络管理提供了大量的处理程序及必须的储存资源。任何受管理的网络至少需要一个或多个 NMS 。x0dx0ax0dx0a 目前, SNMP 有 3 种: SNMPV1 、 SNMPV2 、 SNMPV3。第 1 版和第 2 版没有太大差距,但 SNMPV2 是增强版本,包含了其它协议操作。与前两种相比, SNMPV3 则包含更多安全和远程配置。为了解决不同 SNMP 版本间的不兼容问题, RFC3584 种定义了三者共存策略。x0dx0ax0dx0a SNMP 还包括一组由 RMON 、 RMON2 、 MTB 、 MTB2 、 OCDS 及 OCDS 定义的扩展协议。 x0dx0ax0dx0aDNS:域名系统(服务)协议x0dx0a 域名系统(服务)协议(DNS)是一种分布式网络目录服务,主要用于域名与 IP 地址的相互转换,以及控制因特网的电子邮件的发送。大多数因特网服务依赖于 DNS 而工作,一旦 DNS 出错,就无法连接 Web 站点,电子邮件的发送也会中止。x0dx0ax0dx0a DNS 有两个独立的方面 : x0dx0ax0dx0a定义了命名语法和规范,以利于通过名称委派域名权限。基本语法是: local.group.site; x0dx0a定义了如何实现一个分布式计算机系统,以便有效地将域名转换成 IP 地址。 x0dx0a 在 DNS 命名方式中,采用了分散和分层的机制来实现域名空间的委派授权以及域名与地址相转换的授权。通过使用 DNS 的命名方式来为遍布全球的网络设备分配域名,而这则是由分散在世界各地的服务器实现的。x0dx0ax0dx0a 理论上, DNS 协议中的域名标准阐述了一种可用任意标签值的分布式的抽象域名空间。任何组织都可以建立域名系统,为其所有分布结构选择标签,但大多数 DNS 协议用户遵循官方因特网域名系统使用的分级标签。常见的顶级域是: COM 、 EDU 、 GOV 、 NET 、 ORG 、 BIZ ,另外还有一些带国家代码的顶级域。x0dx0ax0dx0a DNS 的分布式机制支持有效且可靠的名字到 IP 地址的映射。多数名字可以在本地映射,不同站点的服务器相互合作能够解决大网络的名字与 IP 地址的映射问题。单个服务器的故障不会影响 DNS 的正确操作。 DNS 是一种通用协议,它并不仅限于网络设备名称。
❺ 计算机网络之五层协议
一:概述
计算机网络 (网络)把许多 计算机 连接在一起,而 互联网 则把许多网络连接在一起,是 网络的网络 。因特网是世界上最大的互联网。
以小写字母i开始的internet( 互联网或互连网 )是 通用 名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议(通信规则)可以是 任意 的。
以大写字母I开始的Interent( 因特网 )是 专有 名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用的是 TCP/IP 协议族 作为通信规则,且其前身是美国的 ARPANET 。
因特网现在采用 存储转发 的 分组交换 技术,以及三层因特网服务提供者(ISP)结构。
因特网按 工作方式 可以划分为 边缘 部分和 核心 部分,主机在网络的边缘部分,作用是进行信息处理。 路由器 是在网络的核心部分,作用是:按存储转发方式进行 分组交换 。
计算机通信是计算机的 进程 (运行着的程序)之间的通信,计算机网络采用 通信方式 :客户–服务器方式和对等连接方式(P2P方式)
按作用 范围 不同,计算机网络分为:广域网WAN,城域网MAN,局域网LAN和个人区域网PAN。
五层协议 的体系结构由:应用层,运输层,网络层,数据链路层和物理层。
<1>:应用层 : 是体系结构中的最高层,应用层的任务是 通过应用进程间的交互来完成特定网络应用 。应用层协议定义的是 应用进程间通信和交互的规则 。
<2>:运输层 :任务是负责向 两个主机中的进程之间的通信提供可靠的端到端服务 ,应用层利用该服务传送应用层报文。
TCP :提供面向连接的,可靠的数据传输服务,其数据传输的单位是报文段。
UDP :提供无连接的,尽最大努力的数据传输服务,不保证数据传输的可靠性。
<3>网络层: 网络层的任务就是要选择合适的路由,在发送数据时, 网络层把运输层产生的报文段或者用户数据报 封装 成分组或包进行交付给目的站的运输层。
<4>数据链路层: 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
<5>:物理层: 物理层的任务就是 透明 地传送比特流,物理层还要确定连接电缆插头的 定义 及 连接法 。
运输层最重要的协议是:传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP ,而网络层最重要的协议是网络协议 IP 。
分组交换的优点:高效、灵活、迅速、可靠。
网络协议主要由三个要素组成: (1)语法:即数据和控制信息的结构或者格式; (2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。 (3)同步:即事件实现顺序的详细说明。
二:物理层
物理层的主要任务:描述为确定与 传输媒体 的 接口 有关的一些特性。
机械特性 :接口所用接线器的形状和尺寸,引脚数目和排列,固定和锁定装置等,平时常见的各种规格的插件都有严格的 标准化的规定 。
电气特性 :接口电缆上的各条线上出现的电压 范围 。
功能特性 :某条线上出现的某一电平的点电压表示何种 意义 ;
过程特性 :指明对不同功能的各种可能事件的出现 顺序 。
通信的目的 是: 传送消息 , 数据 是运送消息的 实体 。 信号 是数据的电气或电磁的表现。
根据信号中代表 参数 的取值方式不同。 信号分为 : 模拟信号 (连续无限)+ 数字信号 (离散有限)。代表数字信号不同的离散数值的基本波形称为 码元 。
通信 的双方信息交互的方式来看,有三中 基本方式 :
单向 通信(广播)
双向交替 通信(**半双工**_对讲机)
双向同时 通信( 全双工 _电话)
调制 :来自信源的信号常称为基带信号。其包含较多低频成分,较多信道不能传输低频分量或直流分量,需要对其进行调制。
调制分为 两大类 : 基带调制 (仅对波形转换,又称 编码 ,D2D)+ 带通调制 (基带信号频率范围搬移到较高频段, 载波 调制,D2M)。
编码方式 :
不归零制 (正电平1/负0)
归零制度 (正脉冲1/负0)
曼彻斯特编码 (位周期中心的向上跳变为0/下1)
差分曼彻斯特编码 (每一位中心处有跳变,开始辩解有跳变为0,无跳变1)
带通调制方法 : 调 幅 ( AM ):(0, f1) 。调 频 ( FM ):(f1, f2) 。调 相 ( PM ):(0 , 180度) 。
正交振幅调制(QAM)物理层 下面 的 传输媒体 (介质): 不属于任何一层 。包括有: 引导性传输媒体 :双绞、同轴电缆、光缆 、 非引导性传输媒体 :短波、微波、红外线。
信道复用技术 : 频分复用 :(一样的时间占有不不同资源) ; 时分复用 :(不同时间使用同样资源) ;统计时分复用、波分复用(WDM)、码分复用(CDM)。
宽带接入技术 : 非对称数字用户线 ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line)(用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造)
三:数据链路层
数据链路层使用的 信道 有 两种类型: * 点对点(PPP) 信道+ 广播*信道
点对点信道的数据链路层的协议数据单元- -帧
数据链路层协议有许多, 三个基本问题 是共同的
封装成桢
透明传输
差错检测
局域网的数据链路层拆成两个子层,即 逻辑链路层(LLC) 子层+ 媒体接入控制(MAC) 子层;
适配器的作用:
计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器,适配器本来是主机箱内插入的一块网络接口板,又称网络接口卡,简称( 网卡 )。
以太网采用 无连接 的工作方式,对发送的数据帧 不进行编号 ,也不要求对方发回确认,目的站收到差错帧就丢掉。
以太网采用的协议是:具有 冲突检测 的 载波监听多点接入 ( CSMA/CD )。协议的要点是: 发送前先监听,边发送边监听,一旦发现总线出现了碰撞,就立即停止发送。
以太网的硬件地址 , MAC 地址实际上就是适配器地址或者适配器标识符。 48位长 , 以太网最短帧长:64字节。争用期51.2微秒。
以太网适配器有 过滤 功能:只接收 单播帧,广播帧,多播帧 。
使用 集线器 可以在 物理层 扩展以太网(半双工),使用 网桥 可以在 数据链路层 扩展以太网(半双工),网桥转发帧时, 不改变帧 的源地址。网桥 优点 :对帧进行转发过滤,增大 吞吐量 。扩大网络物理范围,提高 可靠 性,可 互连 不同物理层,不同MAC子层和不同速率的以太网。 网桥 缺点 :增加时延,可能产生广播风暴。
透明网桥 : 自学习 办法处理接收到的帧。
四:网络层
TCP/IP 体系中的网络层向上只提供简单灵活的、无连接,尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量的承诺,不保证分组交付的时限, 进程 之间的通信的 可靠性 由 运输层 负责。
一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的,分类的 IP地址 包括A类( 1~126 )、B类( 128~191 )、C类( 192~223 单播地址)、D类( 多播 地址)。
分类的IP地址由 网络号字段 和 主机号字段 组成。
物理地址(硬件地址)是数据链路层和物理层使用的地址,而 IP 地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种 逻辑地址 ,数据链路层看不见数据报的IP地址。
IP首部中的 生存时间 段给出了IP数据报在因特网中经过的 最大路由器数 ,可防止IP数据报在互联网中无限制的 兜圈 子。
地址解析协议 ARP(Address Resolution Protocol) 把IP地址解析为 硬件地址 ,它解决 同一个局域网的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题 ,是一种解决地址问题的协议。以目标IP地址为线索,用来定位一个下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址。如果目标主机不再同一链路上时,可以通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址,不过ARP只适用于IPV4,不能用于IPV6,IPV6中可以用ICMPV6替代ARP发送邻居搜索消息。
路由选择协议有两大类: 内部网关 协议(RIP和OSPE)和 外部网关 协议(BGP-4)。
网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol )控制报文协议。是IP层协议,ICMP报文作为IP数据报的数据,加上首部后组成IP数据报发送出去,使用ICMP并不是实现了可靠传输。ICMP允许主机或者路由器 报告差错 情况和 提供有关异常 的情况报告。
ICMP是一个重要应用是分组网间探测 PING
与单播相比,在一对多的通信中,IP多播可大大节约网络资源, IP多播使用D类地址,IP多播需要使用 网际组管理协议IGMP 和多播路由选择协议。
五: 运输层
网络层为主机之间提供逻辑通信,运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
运输层有两个协议 TCP和UDP
运输层用一个 16位 端口号来标志一个端口。
UDP特点 :无连接、尽最大努力交付、面向报文、无拥塞控制、支持一对一,多对一,一对多,多对多的交互通信。首部开销小。
TCP特点: 面向连接,每一条TCP连接只能是点对点、提供可靠的交付服务,提供全双工通信、面向字节流。
TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点,这样的端点就叫 套接字 。
流量控制 是一个 端到端 的问题,是接收端抑制发送端发送数据的速率,以方便接收端来得及接收。 拥塞控制 是一个全局性过程,涉及到所有的主机,所有的路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
TCP拥塞控制采用四种算法: 慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复 。
传输有 三个连接 :连接建立、数据传送、连接释放。
TCP连接建立采用三次握手机制,连接释放采用四次握手机制。
六:应用层
文件传送协议FTP 使用 TCP 可靠传输服务。FTP使用客户服务器方式,一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。在进行文件传输时,FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接,控制连接和数据连接,实际用于传输文件的是 数据连接 。
万维网 WWW 是一个大规模,联机式的信息储藏所,可以方便从因特网上一个站点链接到另一个站点。
万维网使用 统一资源定位符URL 来标志万维网上的各种文档,并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL 。
❻ 计算机网络中,网络层的功能是什么
计算机网络中,网络层的功能是包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。如果您想用尽量少的词来记住网络层,那就是"路径选择、路由及逻辑寻址"。网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送。
网络层中涉及众多的协议,其中包括最重要的协议,也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单,仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有:无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。
(6)计算机网络的核心协议扩展阅读:
计算机网络体系结构的通信协议划分为七层,自下而上依次为:物理层(Physics Layer)、数据链路层(Data Link Layer)、网络层(Network Layer)、传输层(Transport Layer)、会话层(Session Layer)、表示层(Presentation Layer)、应用层(Application Layer)。其中第四层完成数据传送服务,上面三层面向用户。
除了标准的OSI七层模型以外,常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议。
大多数的计算机网络都采用层次式结构,即将一个计算机网络分为若干层次,处在高层次的系统仅是利用较低层次的系统提供的接口和功能,不需了解低层实现该功能所采用的算法和协议;较低层次也仅是使用从高层系统传送来的参数,这就是层次间的无关性。因为有了这种无关性,层次间的每个模块可以用一个新的模块取代,只要新的模块与旧的模块具有相同的功能和接口,即使它们使用的算法和协议都不一样。
❼ 计算机网络协议
计算机网络的最大特点是通过不同的通信介质把不同厂家、不同操作系统的计算机和其他相关设备(例如打印机、传达室感器等)连接在一起,打破时间和空间的界限,共享软硬件资源和进行信息传输。然而,如何实现不同传输介质上的不同软硬件资源之间的通令共享呢?这就需要计算机与相关设备按照相同的协议,也就是通信规则的集合来进行通信。这正如人类进行通信、交谈时要使用相同的语言一样。
网络协议(Network Protcol)是计算机网络中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。当前的计算机网络的体系结构是以TCP/IP协议为主的Internet结构。对等实体通常是指在计算机网络体系结构中处于相同层次的通信协议进程。网络协议为传输的信息宣言严格的格式(语法)和传输顺序(文法)。而且还定义所传输信息的词汇表和这些词汇所表示的意义(语义)。
既然谈到Internet网络,那我们就来看一下网络协议与Internet网络的关系:
Internet网络体系结构以TCP/IP协议为核心。其中IP协议用来给各种不同的通信子网或局域网提供一个统一的互连平台,TCP协议则用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。
事实上,Internet并不是一个实际的物理网络或独立的计算机网络,它是世界上各种使用统一TCP/IP协议的网络的互连。TCP/IP协议分为4层(通信子网层、网络层、运输层和应用层)
1、通信子网层(subnetwork layer)
TCP/IP协议的通信子网层与OSI协议的物理层 、数据链路层以及网络层的一部分相对应。该层中所使用的协议为各通信子网本身固有的协议,例如以太网的802.3协议、令牌环网的802.5协议有及分组交互网的X.25协议等。通信子网层的作用是传输经网络层处理过的消息。
2、网络层(internet layer)
网络层所使用的协议是IP协议。它把运输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传递给通信子网层。IP协议提供统一的IP数据格式,以消除各通信子层的差异,从而为信息发送方和接收方提供透明通道。
网络层的主要功能是:①Internet全网址的识别与管理;②IP数据包路由功能;③发送或接收时例IP数据包的长度与通信子网所允许的数据包长度相匹配,例如,以太网所传输的帧长为1500字节,而ARPA网所传输的数据包长1008字节。当以太网上的数据帧通过网络层IP协议转达发给ARPA网时,就要进行数据帧的分解处理。
3、运输层(transport layer)
运输层为应用程序提供端到羰通信功能。运输层有3个主要协议,即传输控制的协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和互连网控制消息协议(ICMP)。
4、应用层(application layer)
应用层为用户提供所需要的各种服务。它提供的主要服务有:过程登录,用户可以使用异地主机;文件传输,用户可在不同主机之间传输文件;电子邮件,用户可通过主机和终羰互相发送信件;Web服务器,发布和访问具有超文本格式HTML的各种信息。|
❽ 计算机网络里的核心是什么
网络计算机系统的核心技术是(网络所使用的操作系统+Intelnet+TCP/IP)。CPU是计算机运行的核心,并不是网络计算机系统的核心,计算机本身运行的核心是操作系统,而网络计算机的系统核心就是本身网络所使用的操作系统+Intelnet+TCP/IP