【TCP/IP详解】 第1章 概述

《TCP/IP详解 卷1:协议》第1章笔记

1.1 分层

TCP/IP 协议族的四个层次
TCP/IP协议族的四个层次

  • 链路层,也称作数据链路层或网络接口层,通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡,一起处理与电缆(或其他任何传输媒介)的物理接口细节。
  • 网络层,也称互联网层,提供点到点的服务,处理分组在网络中的活动。(不可靠的服务。)
  • 运输层,主要为两台主机提供端到端的通信。TCP 在 不可靠的 IP层上提供了可靠的运输层。
  • 应用层,负责处理特定的应用程序细节。

路由器

  • 构造互联网的共同基石是路由器。
  • 构造互连网最简单的方法是把两个或多个网络通过路由器连接。路由器具有多个网络接口,通常连接不同网络的接口有不同的 MAC 地址。
  • 路由器是在网络层上对网络进行互连,网桥是在链路层上对网络进行互连。

通过路由器连接的两个网络

1.2 TCP/IP的分层

TCP/IP协议族中不同层次的协议

  • TCP 和 UDP 都是用 IP 作为网络层协议
  • TCP 虽然使用不可靠的 IP 服务,但它提供一种可靠的运输层服务。
  • UDP 提供不可靠服务。SNMP 使用UDP 协议。
  • TCP 和 UDP 的每组数据都通过端系统和每个中间路由器中的 IP 层在互连网中进行传播。
  • ICMP 是 IP 协议的附属协议,用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息,Ping 和 Traceroute 都使用 ICMP。
  • IGMP 是 Internet 组管理协议,用来把一个 UDP 数据包多播到多个主机。
  • ARP 和 RARP 是某些网络接口使用的特殊协议,用来转换 IP 层和网络接口层使用的地址。

1.3 互连网的地址

互联网上的每个接口必须有一个唯一的 Internet 地址。IPv4 长32位,IPv6 长128位。本书中提到的 IP 地址都是 IPv4。
五类互联网地址
各类IP地址的范围

1.4 域名系统(DNS)

域名系统是一个分布式数据库,,它提供 IP 地址与主机名之间的映射信息。

1.5 封装

数据进入协议栈时的封装过程

  • 运输层
    • TCP 报文段:TCP 是有连接的,每个需传输的 TCP 数据单元都是应用程序总传输数据的一部分(段),它们存在着先后顺序,而不是单独的。
    • UDP 数据报:UDP 是无连接的,每个数据报是独立的,不属于某个整体,和 IP 数据报一样。首部 8 字节。
  • 网络层:IP 数据报
  • 链路层:帧(Frame),以太网传输。

1.6 分用

当目的主机收到一个以太网数据帧时,数据就开始从协议栈中由底向上升,同时去掉各层协议加上的报文首部。每层协议盒都要去检查报文首部中的协议标识,以确定接收数据的上层协议,这个过程称作分用。
以太网数据帧的分用过程

  • ICMP 和 IGMP 报文都被封装在 IP 数据报中。

1.7 端口号

  • 端口号用来标识互相通信的应用程序。
  • 服务器使用知名端口号。
  • 客户端通常对它所使用的端口号并不关心,只要保证该端口号在本机上唯一,使用临时端口号。