网络基础知识、网络协议及TCP-IP

基本子网划分：
IP地址是由网络地址和主机地址组成，网络掩码用来把网络信息和主机 信息分开： A类：自然掩码 255.0.0.0 B类：自然掩码255.255.0.0 C类: 自然掩码255.255.255.0
举例: 十进制 IP地址 10.0.0.1 二进制 00001010 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000
192.214.11.128子网掩码 255.255.255.192 192.214.11.192子网掩码 255.255.255.192
其它Internet 协议族
ARP • 通过ARP，主机可以动态地发现对应于一个 网络层地址的MAC层地址，
•RARP
• RARP可用于将MAC层地址映射成IP地址， 用于无盘工作站上，
•Router Advertisement （路由器通告）
•Router Solicitation （路由器请求）
TCP
TCP提供IP环境下的数据可靠传输，包括 数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操 作和多路复用 UDP UDP是无连接的传输协议，UDP 不提供 到IP的可靠性、流控或差错恢复功能
第三层：网络层（network layer）
作用：
负责建立在源和目标计算机之间要使用的路由。
特点：
•该层缺乏任何检测/纠正本地传输差错的机制，从而依赖于数据链路层或传输 层端到端的可靠传输服务。 •网络层机制在一系列能够穿越LAN、WAN传输应用数据的 协议中得到实现。 它们依靠可路由选择协议将数据包转发到本地网以外的网络。 •可路由选择协议包括IP、IPX和AppleTalk 等，它们都有自己的第三层编址结 构，用来识别不同网络的机器。 •网络层的使用是可选的。
掩码: 255.0.0.0
如果子网的引入,网络号码的使用会很有 限的,使用了掩码,网络就可以分成子网,并把地 址延伸到主机部分, 例:
十进制 IP地址 二进制 10.0.0.1 00001010 00000000 00000000 00000000
掩码: 255.255.0.0 11111111 11111111 00000000 00000000 网络空间从一个单一网络10.0.0.0 增加到256个子网,范围从 10.0.0.0 到10.255.0.0 ,主机数量从16777216减少到65536.
第四层：传输层（Transport layer）
作用：
提供与数据链路层类似的服务，它负责传输端到端的完整性。它能 检测到分组在传输过程中的损坏或丢失，并能够自动生成重发请求，提供
分组的重新排序。
特点：
与第一层和第二层的关系非常相似，第三层和第四层的关系也非常密 切（如：TCP/IP IPX/SPX ） 与数据链路层不同的是，传输层可以超出本地LAN网段提供端到端的完 整性。
表示层
会话层 传输层
6
5 4 3 2
的提 访供 问网 络
网络层 数据链路层
物理层
1
第一层：物理层（physical layer）
作用：
OSI 的底层，负责比特流的发送，它接受来自第二层（数据链路层）的数 据帧，一次一比特地串行发送它们的结构和内容比特。
特点：
它没有任何机制确定它发送和接收比特的意义，只关心电和/或光信号传 输技术的物理特性，包括用来传输信号的电流的电压、介质的类型、阻抗特 性，甚至包括用于端接介质的连接头的物理形状。
消息（message）通常是指起始点和目的地都是网络层以上的信
息单位。
信元（cell）是一种具有固定长度的信息，它的起始点和目的地都
是数据链路层。用于 ATM 和SMDS网络环境中，由数据头（5byte）和 有效负荷（48byte）组成。
数据单位（data unit）指多位信息单位，有服务数据单元
主要功能：
• 提供通过互连网络的无连接和最有效的数据报 分发；
• 提供数据报的分组和重组，以支持最大传输 单元（MTU）不同的数据链路。
版本
IHL 标识
服务类型
总长度 标志 端位移
生命期
协议 源地址 目的地址 选项 数据（可变）
头校验和
基本编址
基本子网划分 可变长度子网掩码（VLSM）
基本编址：
第四层的主要功能
1、流控管理设备之间的数据传输问题，确保传输设 备不发送比接收设备处理能力大的数据。
2、多路传输使得多个应用程序的数据可以传输到一 个物理链路上。 3、虚电路由传输层建立、维护和终止。 4、差错校验包括为检测错误而建立的各种不同结构 5、差错恢复包括所采取的行动（如请求数据重发）， 以便解决发生的任何错误。
局域网
以太网
以太网（Ethernet ）和IEEE802.3 100Mbps以太网 1000Mbps以太网 光纤分布数据接口（FDDI）
令环牌
以太网和IEEE802.3的工作原理
采用带冲突的载波监听多路访问协议(CSMA/CD)速 率为10Mbps,传输介质为同轴电缆或双绞线
100Mbps 以太网 100BaseT 和100VG-AnyLAN 100BaseT采用IEEE802.3 中现行的CSMA/CD标 准,802.3的MAC 子层和高层协议可以不加修改地运行在 100BaseT 100BaseT 和10BaseT 采用了相同机制,主要区别是速 度和网络直径
IP地址有32位，以小数点隔开的十进制表示，包 括两部分：一个网络号码和一个主机号码 A类：
0网络 主机 主机 主机1~126B类：
1 0
网络 网络 主机 主机
128~191
C类：
110
网络
网络
网络
主机
192~223 D类：224.0.0.0~239.255.255.255 E类：240.0.0.0~254.255.255.255
应用层协议
文件传输协议（FTP）：在设备之间移动文件
简单网管协议（SNMP）：报告网络异常情况和设置网络
临界值。
远程登录(Telnet)：作为终端彷真协议
网络文件系统（NFS），外部数据描述（XDR）和远程过 程调用（RPC）：一起工作来提供远程网络资源的透明访
问。
简单邮件传输协议（SMTP）:提供电子邮件服务。 主域名称系统（DNS）：将网络节点名称翻译成网络地址
传输介质：
同轴电缆，光缆，双绞线
第二层：数据链路层（data link layer）
作用：
发送和接收，负责为正在发送的数据提供端到端的有效性，并提供 检测和纠正帧（frame）的差错的功能。
特点：
数据链路层是播送数据链路层广播的所有网络组件，如一个LAN网 段（segment），并不是所有的LAN技术都严格遵从OSI模型中数据链路 层的功能定义，比如：有些LAN结构不支持可靠的传送，它们的数据帧 发出后并不跟踪其状态，保证传送的工作留给了第4层协议——传输控制 协议TCP(transport controll protocol )
可变长度掩码:
可变长度掩码(VLSM)指的是一个网络可以配置 不同的掩码.即在每个子网上保留足够的主机数的同 时,把一个网分成多个子网时有更大的灵活性,
一个C类网络192.214.11.0 分成3个子网,其中一个 子网100台主机,另外两个子网各50台,所以此种情况 就需要VLSM的技术: 192.214.11.0 子网掩码 255.255.255.128
点对点协议（PPP）
工作原理
为了建立点对点链路上的通信连接，发送端PPP首先发送 LCP帧，以配置和测试数据链路。在LCP建立好数据链路并协调 好所选设备之后，发送端PPP发送NCP帧，以选择和配置一个或 多个网络层协议。当网络层的协议选好之后，便可将各层的数 据包发送到数据链路上，直到链路关闭。
OSI参考模型
应用层 表示层 会话层 传输层
互连网络协议族 FTP NFS Telnet XDR SMTP RPC SNMP
TCP UDP
网络层
数据链路层 物理层
路由选择协议 IP ICMP
ARP RARP
未指定
Internet 协议（IP）
IP是网络层协议（第三层），包括地址访问信息 和路由数据包的控制信息
PPP物理层
PPP可以工作在任何DTE/DCE接口上，要求提供全双工电路
PPP链路层
PPP采用了ISO HDLC 标准中定义的原理和帧结构
标志 地址
控制
协议
数据
FCS
•标志位：指示帧的开始和结束 •地址域：采用标准的广播地址，PPP不指定单个工作站的地 址。 •控制域：采用无序帧方式传输，不确认数据的传输。 •协议域：标识封装在帧的信息域中的协议类型 •数据域：包含协议域中指定协议的数据报
•帧校验序列：为帧提供校验功能
PPP的链路控制协议 PPP的LCP提供了建立、配置、维护和终止点对 点链接的方法，分为以下四个过程： 1、链路的建立和配置协调 2、链路质量检测 3、网络层协议配置阶段
4、关闭链路
第七层：应用层（application layer）
应用层是最接近终端用户的OSI模型，包括Telnet，FTP，SMTP 等。
信息格式：
帧（frame）是一种信息单位，它的起始点和目的地都是数据链路层，
由数据链路层的数据头（也许还有数据尾）和上层数据组成，数据头和 数据尾包含目的系统数据链路层的控制信息。
第五层：会话层（Session Layer ）
会话层建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话，通信会话包括 发生在不同网络设备的应用层之间的服务请求和服务应答。
第六层：表示层（Presentation Layer）
负责管理数据的编码方式，为不同的数据编码方案之间提供翻译。（如 EBCDIC和ASCII）