《图解tcp/ip》总结

指事先将用户程序和数据装入卡带或磁带，并由计算机按照一定的顺序读取，使用户所执行这些程序和数据能够一并批量得到处理的方式。

指多个终端与同一个计算机相连接，允许多个用户同时使用一台计算机系统

在分时系统中，计算机与每个终端之间用通信线路连接，这并不意味着计算机与计算之间已相互连接。

人们开始实验基于分组交换技术的计算机网络，并着手研究不同厂商的计算机之间相互通信的技术

“瘦身”与“多供应商连接”，构建更低成本的网络环境，连接异构型计算机的通信网络技术就是现在我们所看的互联网技术。

许多发展道路各不相同的网络技术正在向互联网靠拢。

TCP/IP是通信协议的统称

分组交换是指将大数据分割成一个个叫做包（Packet）的较小单位进行传输的方法。

ISO(国际标准化组织)制定了一个国际标准OSI

单播：1对1通信

广播：消息从1台主机发送给与之相连的所有其他主机。（所有主机限同一个数据链路内）。典型例子电视播放。

多播：多播与广播相似，将消息发给多个接收主机。不同之处在于多播要限定某一组主机作为接收端。例子：电视会议

任播：在特定的多台主机中选出一台作为接收端的一种通信方式。

保证通信不中断，分布式通信诞生，分组交换技术诞生。

1969年，验证分组交换技术的实用性，搭建一套网络。该网络被称做ARPANET(阿帕网)

1982年，TCP/IP具体规范最终定下来，并于1983年成为ARPANET网络唯一指定协议。

研发互联网最初的目的是用于实验和研究，到了1990年逐渐被引入公司企业及一般家庭。也出现专门提供互联网接入服务的公司（称作ISP）,这些都使互联网得到了更广泛的普及。

IP:跨越网络传送数据包，使整个互联网都能收到数据的协议。IP还隐含着数据链路的功能。通过IP，相互通信的主机之间不论经过怎样的底层数据链路都能实现通信。虽然IP也是分组交换的一种协议，但是它不具有重发机制。即使分组数据包未能到达对端主机也不会重发。因此属于非可靠性传输协议。

ICMP:IP数据包在发送途中一旦发生异常导致无法到达对端目标地址时，需要给发送一个异常的通知。ICMP就是为这一功能而制定的。诊断网络健康。

ARP:分组数据包的IP地址解析出物理地址（MAC）的一种协议。

TCP

UDP

TCP/IP应用的架构绝大多数属于客户端/服务端模型。

提供服务的程序叫服务端，接受服务的程序叫客户端。

www中文叫万维网，是一种互联网上数据读取的规范。有时也叫Web、WWW或W3。

首部

示例

应用程序处理

TCP模块的处理

IP模块处理

网络接口（以太网驱动）处理

网络接口（以太网驱动）处理

IP模块的处理

TCP模块的处理

应用程序的处理

简介：MAC地址用于识别数据链路中互连的节点。以太网或FDDI中，根据IEEE802.3的规范使用MAC地址。

MAC地址长48比特，在使用网卡（NIC）的情况下，MAC地址一般会被烧入到ROM中。因此一个网卡的MAC地址都是唯一的，在全世界都不会有重复（有例外）

MAC地址不一定是唯一，只要不是同属于一个数据链路就不会出现问题。

从通信介质（通信，介质）的使用方法上看，网络可分为共享介质型和非共享介质型。

半双工是指，指发送或只接收的通信方式。它类似于无线电收发器，若两端同时说话，是听不见对方说的话。

全双工，它允许在同一时间既可以发送数据也可以接收数据。类似于电话

共享介质型网络指由多个设备共享一个通信介质的一种网络。最早的以太网和FDDI就是介质共享型网络。在这种方式下，设备之间使用同一个载波信道进行发送和接收。为此基本上采用半双工通信方式并有必要对介质进行访问控制。

非共享介质网络是指不共享介质，是对介质采取专用的一种传输方式。在这种方式下，网络中每个站直连交换机，由交换机负责数据帧。此方式下，发送端与接收端并不共享通信介质，因此很多情况下采用全双工通信方式。

通过以太网交换机构建网络，从而使计算机与交换机端口之间形成一对一的连接，即可实现全双工通信。在这种一对一连接全双工通信方式下不会发生冲突，因此不需要CSMA/CD的机制就可以实现更高效的通信。

该方式还可以根据交换机的高级特性构建虚拟局域网（LAN）、进行流量控制等。当然，这种方式也有一个致命的弱点，那就是一旦交换机发生故障，与之相连的所有计算机之间都将无法通信。

简介：在使用同轴电缆的以太网（10BASE5、10BASE2）等介质共享网络中，同一时间只能有一台主机发送数据。

以太网交换机就是持有多个端口的网桥。它们根据数据链路层中每个帧的目标MAC地址，决定从哪个网络接口发送数据。这时所参考的、用以记录发送接口的表叫做转发表

交换机转发方式

简介：通过网桥连接网络时，出现环路，因为这与网络的拓扑结构和所使用的网桥种类有直接关系。最坏的情况下，数据帧会在环路中被持续转发。而一旦这种数据帧越积越多将会导致网络瘫痪。

解决环路问题

管理网络设备部署，采用VLAN技术的网桥，就不用修改网络布线，只需修改网络结构即可。

开始，一般采用多台终端使用同一根同轴电缆的共享介质型的连接方式。

现在，一般采用终端与交换机独占电缆的方式实现以太网通信。

以太网因通信电缆的不同及通信速度的差异，衍生出与众不同的以太网类型。

传输速度和计算机内部表现值

以太网帧前端有一个叫做前导码的部分，它由0、1数字交替组合而成，表示一个以太网帧的开始，也是对端网卡能够确保与其同步的标志。

以太网帧本体的前端是以太网的首部，它总共14个字节。分别6个字节的目标MAC地址、6个字节的源MAC地址以及2个字节的上层协议类型。

单位：比特（位）二进制中最小的单位。字节通常8个比特构成一个字节。

以太网帧体格式

LCP

NCP

HDLC就是在每个帧的前后加上一个8位字节“011111110“用来区分帧。这一个8位字节叫做标志码。在两个标志码中间不允许出现连续6个以上的"1"。因此，在发送帧的时候，当出现连续5个"1"时后面必须插入一个0。而当接收端时，如果收到连续5个"1"且后面跟着0时，就必须删除。由于最多只会出现5个连续的"1"，就可以比较容易地通过标志码区分帧的起始于终止。而PPP标准帧格式与此完全相同。

在通过电脑进行拨号时，PPP已在软件中实现。因此那些插入或删除"0"的操作或FCS计算都交由电脑的CPU去处理。

有些互联网接入服务商在以太网利用PPPoE提供PPP功能。

主要作用：实现终端节点之间的通信。

将分组数据发送到最终目标地址的功能。

"跳"（Hop）指网络中的一个区间。IP包正是在网络中一个跳间被转发。因此IP路由也叫做多跳路由。

路由控制表

数据链路的抽象化

例：192.168.128.10/24中"/24"表示从第一位开始到24位为网络标识。

分别为A类，B类，C类，D类

用比特位表示主机地址时，不可以全部为0或全部为1。因此全部为0表示对应地址不可获知情况下。而全部为1的主机地址通常作为广播地址。

IP地址中主机地址部分全部设置为1,就成为广播地址。

广播分为本地广播和直接广播两种。

多播用于将包发送给特定组内的所有主机。

多播使用D类地址。因此从首位开始到第四位是"1110",就可以认为是多播地址。而剩下的28位可以成为多播组编号。

直接使用A类等等地址分类，浪费资源。为此，新的组合方式减少消耗。

引入了子网以后，一个IP地址就有了两种识别码。一是IP地址本身，另一个是表示网络部的子网掩码。子网掩码用二进制表示的话，也是一个32位的数字。它对应IP地址网络标识部分的位全部为"1",对应IP地址主机标识部分则全部"0".

地址缺乏。放弃IP地址分类，采用任意长度分割IP地址的网络标识和主机标识。这种方式CIDR。

可变长子网掩码（VLSM)

私有地址

全局地址

记录着网络地址与下一步应该发送至路由的地址。

默认路由

主机路由

环回地址

利用网路地址的比特分布可以有效地进行分层配置。对内即使有多个子网掩码，对外呈现出也是同一个网络地址。

弥补分片机制不足

为了根本解决IPv4地址耗尽的问题而被标准化的网际协议。IPv4的地址长度为4个8位字节，即32比特。而IPv6地址长度则是原来的4倍，即128比特，一般写成8个16位字节。

IP地址的扩大与路由控制表聚合

性能提升

支持即插即用功能

采用认证与加密功能

多播、Mobile IP成为扩展功能

举例

结构

世界上唯一的一个地址

同一个数据链路内唯一的地址，它用于不经过路由器，在同一个链路中通信。通常接口ID保存64比特版的MAC地址。

唯一本地地址是不进行互联网通信时所使用的地址。

IPv6的分片处理只在作为起点的发送端主机上进行，路由器不参与分片。

4比特构成，表示标识IP首部的版本号

4比特构成，表示IP首部大小

8比特构成，用来表明服务质量，这个值通常由应用指定。

DSCP(差分服务代码点)是TOS的一部分，进行质量控制

ECN（显示拥塞通告）用来报告网络拥堵情况，由两个比特构成

IP首部与数据部分合起来的总字节数。该字段长16比特

由16比特构成，用于分片重组。同一个分片的标识值相同，不同分片的标识值不同。

有3比特构成，表示包被分片的相关信息。

由13比特构成，用来标识被分片的每一个分段相对于原始数据的位置。

8比特构成，以秒为单位记录当前包在网络上应该生存的期限。实际中它是指可以中转多少个路由器。

由8比特构成，表示IP首部的下一个首部隶属于哪个协议。

由16比特（2个字节）构成，主要用来确保IP数据报不被破坏。

32比特（4个字节）构成，发送端ip地址

32比特（4个字节）构成，接收端ip地址

长度可变，通常只在进行实验或诊断时使用。（安全级别，源路径，路径记录，时间戳）

填充物。在有可选项的情况下，首部长度可能不是32比特的整数倍。通过向字段填充0，调整为32比特的整数倍。

存入数据，将IP上层协议的首部也作为数据进行处理。

与IPv4一样，由4比特构成。IPv6其版本号为6，因此在这个字段上的值为"6"

相当于IPv4的TOS字段，也有8比特构成。

20比特构成，准备用于服务质量（QoS）控制。

只有流标号、源地址以及目标地址三项完全一致时，才被认为是一个流。

包的数据部分。IPv4的TL(Total Length)指包括首部在内所有长度。然而IPv6中的这个不包括首部，只表示数据部分的长度。

相当于IPv4中的协议字段。由8比特构成

由8比特构成。与IPv4中的TTL意思相同。

128比特构成。表示发送端IP地址。

128比特构成。表示接收端IP地址。

IPv6的首部长度固定，无法将可选项加加入其中。取而代之的是通过扩展首部对功能进行了有效扩展。

扩展首部通常介于IPv6首部与TCP/UDP首部中间。在IPv4中可选项长度固定为40字节，但是在IPv6中没有这样的限制。