网络基础
（一）Internetworking Basics
把1个大的网络分成几个小点的网络称之为网络分段(network segment),这些工作由routers,switches和bridges来完成
引起LAN拥塞的可能的原因是:
1.太多的主机存在于1个广播域(broadcast domain)
2.广播风暴
3.多播(multicast)
4.带宽过低
在网络中使用routers的优点:
1.它们默认是不会转发广播的
2.它们可以基于layer-3(Network layer)的信息来对网络进行过滤
switches的主要目的:提高LAN的性能,提供给用户更多的带宽
冲突域(collision domain):Ethernet术语之1,处于冲突域里的某个设备在某个网段发送数据包,强迫该网段的其他所有设备注意到这个包.而在某1个相同时间里,不同设备尝试同时发送包,那么将在这个网段导致冲突的发生,降低网络性能
bridges在某种意义上等同与switches,不同的地方是bridges只包括2到4个端口(port),而switches可以包括多达上百端口.但是相同的地方是它们都可以分割大的冲突域为数个小冲突域,因为1个端口即为1个冲突域,但是它们仍然处在1个大的广播域中.分割广播域的任务,可以由routers来完成
（二）Internetworking Models
OSI参考模型分层化的优点:
1.允许多厂家共同发展网络标准化组件
2.允许不同类型的网络硬件和软件相互通信
3.防止其中某层的变化影响到其他层,避免牵制到整个模型
The OSI Reference Model
OSI参考模型分为7层2组;最高3层定义了端用户如何进行互相通信;底部4层定义了数据是如何端到端的传输.最高3层,也称之为上层(upper layer),它们不关心网络的具体情况,这些工作是又下4层来完成
整个参考模型由高到低分为:
1.Application
2.Presentation
3.Session
4.Transport
5.Network
6.Data link
7.Physical
OSI参考模型每层的任务:
1.Application层:提供用户接口
2.Presentation层:表述数据;对数据的操作诸如加密,压缩等等
3.Session层:建立会话,分隔不同应用程序的数据
4.Transport层:提供可靠和不可靠的数据投递;在错误数据重新传输前对其进行更正
5.Network层:提供逻辑地址,用于routers的路径选择
6.Data Link层:把字节性质的包组成帧;根据MAC地址提供对传输介质的访问;实行错误检测,但不进行纠正
7.Physical层:在设备之间传输比特(bit);定义电压,线速,针脚等物理规范
TCP三次握手
3次握手(面向连接回话)过程:
1.第一个请求连接许可的段用于要求同步,由发送方发送给接受方
2.发送方和接受方协商连接
3.接受方与发送方同步
4.发送方进行确认
5.连接建立,开始传输数据
在LAN内使用switches比使用hubs的好处:
1.插入switches的设备可以同时传输数据,而hubs不可以
2.在switches中,每个端口处于1个单独的冲突域里,而hubs的所有端口处于1个大的冲突域里,可想而知,前者在LAN内可以有效的增加带宽.但是这2种设备的所有端口仍然处于1个大的广播域里
hubs:其实是多端口的repeaters,重新放大信号用,解决线路过长,信号衰减等问题.
1个物理星形(star)拓扑结构,实际在逻辑上是逻辑总线(bus)拓扑结构
MAC地址是烧录在Network Interface Card(网卡,NIC)里的.MAC地址,也叫硬件地址,是由48比特长(6字节),16进制的数字组成.0-24位是由厂家自己分配.25-47位,叫做组织唯一标志符(organizationally unique identifier,OUI).
Ethernet Cabling
以太网线缆接法:
1.直通线(straight-through)
2.交叉线(crossover)
3.反转线(rolled)
Straight-Through Cable
直通线用于连接: 1 2 3 4 5 6 7 8
线序：
568b 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
1.主机和switch/hub
2.router和switch/hub
直通线只使用1,2,3,6针脚,2端的连法是一一对应
Crossover Cable
交叉线用于连接:
1switch和switch
2.主机和主机
3.hub和hub
4.hub和switch
5.主机与router直连
交叉线只使用1,2,3,6针脚,2端的连法是1连3,2连6,3连1,6连2
Rolled Cable
反转线不是用来连接以太网连接的,它是用来连接主机与router的com口(console serial port)的,它采用1到8跟针脚,2端全部相反对应
Data Encapsulation
封装(encapsulation):把OSI参考模型每层自己的协议信息加进数据信息的过程,反之叫做解封装
协议数据单元(protocol data units,PDU):数据包括封装进去的信息在OSI参考模型每层的叫法:
1.Transport layer:segment
2.Network layer:packet
3.Data Link layer:frame
4.Physical layer:bits
TCP/IP and the DoD Model
DoD模型被认为是OSI参考模型的浓缩品,分为4层,从上到下是:
1.Process/Application layer
2.Host-to-Host layer
3.Internet layer
4.Network Access layer
其中,如果在功能上和OSI参考模型互相对应的话,那么:
1.DoD模型的Process/Application层对应OSI参考模型的最高3层
2.DoD模型的Host-to-Host层对应OSI参考模型的Transport层
3.DoD模型的Internet层对应OSI参考模型的Network层
4.DoD模型的Network Access层对应OSI参考模型的最底2层
The Host-to-Host Layer Protocols
Host-to-Host层描述了2种协议:
1.传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)
2.用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)
Transmission Control Protocol(TCP)
当1个主机开始发送数据段(segment)的时候,发送方的TCP协议要与接受方的TCP协议进行协商并连接,连接后即所谓的虚电路(virtual circuit),这样的通信方式就叫做面向连接(connection-oriented).面向连接的最大优点是可靠,但是它却增加了额外的网络负担(overhead)
User Datagram Protocol(UDP)
UDP协议的最他特点是无连接(connectionless),即不可靠,因为它不与对方进行协商并连接,它也不会给数据段标号,也不关心数据段是否到达接受方
Key Concepts of Host-to-Host Protocols
现在把TCP协议和UDP协议的一些特性做个比较:
1.TCP.协议在传送数据段的时候要给段标号;UDP协议不
2.TCP协议可靠;UDP协议不可靠
3.TCP协议是面向连接;UDP协议采用无连接
4.TCP协议负载较高;UDP协议低负载
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