【读过的书，留下的迹】计算机网络（第6版）

最新推荐文章于 2022-10-19 13:06:01 发布

原创最新推荐文章于 2022-10-19 13:06:01 发布 · 694 阅读

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本文概览了计算机网络的基本概念，介绍了OSI七层模型、TCP/IP模型以及谢希仁五层模型的区别与联系，深入解析了网络层、传输层的功能和服务特性，包括IP地址、ARP协议的工作原理、TCP与UDP协议的特点及其在网络通信中的作用。

最近发现有时候看完一本书，时间久了容易忘记，看书不总结思考效果大打折扣，故打算写这一系列文章，一是为了整理书中的要点，帮助自己消化理解；二是勉励自己多看书思考。文章中不会把书中内容讲解的非常详细，只是总结概括，适合已经阅读过该书的读者。

（1）计算机网络体系结构

特点：网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务，不提供服务质量的承诺。

与IP协议配套使用的有
- 地址解析协议ARP（由IP地址，找出对应的硬件地址）
- 逆地址解析协议RARP（硬件地址，找出IP地址，已淘汰，被DHCP协议替代）
- 网际控制报文协议ICMP（ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告，更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会。ICMP为IP层数据报的数据）
- 网际组管理协议IGMP（应用于多播）
ARP协议工作原理
- 每个主机维护ARP列表，即 IP 地址和 MAC 地址对应关系。
- 源主机要发送数据， ARP 列表中是否有对应 IP 地址的目的主机的 MAC 地址。有，直接发送数据；没有，向本网段的所有主机发送 ARP 数据包，包括：源主机 IP 地址，源主机 MAC 地址，目的主机的 IP 地址。
- 当本网络的所有主机收到该 ARP 数据包时，检查数据包中的 IP 地址是否是自己的 IP 地址，不是，则忽略该数据包；是，则首先从数据包中取出源主机的 IP 和 MAC 地址写入到 ARP 列表中，如果已经存在，则覆盖，然后将自己的 MAC 地址写入 ARP 响应包中，告诉源主机自己是它想要找的 MAC 地址。
- 源主机收到 ARP 响应包后。将目的主机的 IP 和 MAC 地址写入 ARP 列表，并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到 ARP 响应数据包，表示 ARP 查询失败。

（1）IP地址组成

（2）IP地址与硬件地址

（3）划分子网

（1）概述

（2）用户数据报协议UDP

（3）传输控制协议TCP概述

TCP连接＝ { socket1, socket2 } = {( IP1 : port1 ), ( IP2 : port2 )}
注意：socket在不同地方有不同的含义，这里socket套接字指端口号拼接到IP地址

（4）TCP首部格式

序号：指本报文段所发送的数据的第一个字节的序号
- eg：如一报文段的序号字段值是301，携带100字节数据，下一个报文段的序号字段值应为401
确认号：期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号
- eg：如B收到了A一个报文段，其序号是501，数据长度为200，表明B收到了700为止的数据，B期望收到A的下个数据序号是701，故B的确认号置为701
数据偏移：指定TCP首部长度
URG紧急
ACK确认：仅当ACK＝1时确认号有效，建立连接后，ACK必须为1
PSH推送
RST复位
SYN同步
FIN终止
窗口：现在允许对方发送的数据量。

（5）TCP一些考虑

（6）TCP运输连接管理

三次握手建立连接
- 一：Client置同步位SYN＝1，选择初始序号seq＝x，报文不带数据，消耗一个序号，进入SYN-SENT状态（同步发送）
- 二：Server置SYN＝1，确认为ACK＝1，确认号ack＝x＋1，选一个初始序号seq＝y，报文不带数据，消耗一个序号，进入SYN-RCVD（同步收到）
- 三：Client收到后，置ACK＝1，ack＝y＋1，seq＝x+1，本次可携带或不携带数据，进入ESTABLISHED（已建立连接）
为什么要“三次”
- 防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了Server，而产生无用连接

四次挥手释放连接
- 一：Client置终止为FIN＝1，seq＝u为前面已传送过的最后一个字节序号加1，报文不带数据，消耗一个序号，进入FIN-WAIT-1状态（终止等待1）
- 二：Server置ACK＝1，进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态，这是TCP处于半关闭状态
- 三：Server没数据要传Client了，置FIN＝1，进入LAST-ACK（最后确认）状态
- 四：Client确认，进入TIME-WAIT（时间等待）状态。TCP经过2MSL时间后释放
为什么要等2MSL？
- 为保证最后一个确认报文到达Server
- 防止出现已失效的连接请求，经过2MSL后，所有请求都将从网络消失