【Linux网络编程】1 TCP/IP协议族体系结构

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1、TCP/IP协议族

1.1 数据链路层

实现了网卡接口的网络驱动程序,以处理数据在物理媒介(比如以太网、令牌环等)上的传输。主要的协议ARP和RARP
经过数据链路层封装的数据成为帧,有以太网帧、令牌环帧,其中,以太网帧的格式:

MTU最大传输单元,即帧最多能携带多少上层协议数据(比如IP数据报),正因为如此,过长的IP数据报可能需要分片传输。
说明:以太网帧的MTU=1500,可以通过ifconfig、netstat查看,因此它携带的IP数据报的数据部分最多是1480个字节(IP数据报头部占20个字节)

1.2 网络层

主要的协议是IP和ICMP
功能:
路由选择:通信的两台主机不是直接相连的,而是经过多个中间节点(路由器)连接,网络层的任务就是选择这些中间节点,已确定两台主机之间的通信
IP协议是根据数据包的目的IP地址来决定如何投递它。如果数据包不能直接发送给目标主机,那么IP协议将会为数据包选择合适的下一跳路由器,并将数据包交付给该路由器来转发。多次重复该过程,直到数据包到达目的主机,或者由于发送失败数据包而被丢弃。可以发现,网络层的IP协议使用逐跳的方式确定通信路径。
ICMP协议(因特网控制报文协议)主要用于检测网络连接,分为两种类型:差错报文、查询报文。详细介绍看图示:

1.3 传输层

主要协议:TCP、UDP、SCTP
功能:为两台主机上的应用程序提供端到端(end-to-end)的通信。与网络层的IP协议使用逐跳的通信方式缺人通信路径不同,传输层只关心src和dst,并不关心数据包的中转过程。

1.4 应用层

在用户空间实现,主要协议:telnet、OSPF、DNS、ping程序等

2、协议介绍

应用层:

DHCP(动态主机分配协议) 
DNS (域名解析) 
FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议 
Gopher (英文原义:The Internet Gopher Protocol 中文释义:(RFC-1436)网际Gopher协议) 
HTTP (Hypertext Transfer Protocol)超文本传输协议 
IMAP4 (Internet Message Access Protocol 4) 即 Internet信息访问协议的第4版本 
IRC (Internet Relay Chat )网络聊天协议 
NNTP (Network News Transport Protocol)RFC-977)网络新闻传输协议 
XMPP 可扩展消息处理现场协议 
POP3 (Post Office Protocol 3)即邮局协议的第3个版本 
SIP 信令控制协议 
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)即简单邮件传输协议 
SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议) 
SSH (Secure Shell)安全外壳协议 
TELNET 远程登录协议 
RPC (Remote Procedure Call Protocol)(RFC-1831)远程过程调用协议 
RTCP (RTP Control Protocol)RTP 控制协议 
RTSP (Real Time Streaming Protocol)实时流传输协议 
TLS (Transport Layer Security Protocol)安全传输层协议 
SDP( Session Description Protocol)会话描述协议 
SOAP (Simple Object Access Protocol)简单对象访问协议 
GTP 通用数据传输平台 
STUN (Simple Traversal of UDP over NATs,NAT 的UDP简单穿越)是一种网络协议 
NTP (Network Time Protocol)网络校时协议 

传输层:

TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议 
UDP (User Datagram Protocol) 用户数据报协议 
DCCP (Datagram Congestion Control Protocol)数据报拥塞控制协议 
SCTP(STREAM CONTROL TRANSMISSION PROTOCOL)流控制传输协议 
RTP(Real-time Transport Protocol或简写RTP)实时传送协议 
RSVP (Resource ReSer Vation Protocol)资源预留协议 
PPTP ( Point to Point Tunneling Protocol)点对点隧道协议 

网络层:

IP(IPv4 · IPv6) Internet Protocol(网络之间互连的协议)
ARP : Address Resolution Protocol即地址解析协议,实现通过IP地址得知其物理地址。
RARP : Reverse Address Resolution Protocol 反向地址转换协议允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。
ICMP : (Internet Control Message Protocol)Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

ICMPv6:
IGMP : Internet 组管理协议(IGMP)是因特网协议家族中的一个组播协议,用于 IP 主机向任一个直接相邻的路由器报告他们的组成员情况。
RIP : 路由信息协议(RIP)是一种在网关与主机之间交换路由选择信息的标准。
OSPF : (Open Shortest Path First开放式最短路径优先).
BGP : (Border Gateway Protocol )边界网关协议,用来连接Internet上独立系统的路由选择协议
IS-IS: (Intermediate System to Intermediate System Routing Protocol)中间系统到中间系统的路由选择协议.
IPsec: “Internet 协议安全性”是一种开放标准的框架结构,通过使用加密的安全服务以确保在 Internet 协议 (IP) 网络上进行保密而安全的通讯。

数据链路层:

802.11 · 802.16 · Wi-Fi · WiMAX · ATM · DTM · 令牌环 · 以太网 · FDDI · 帧中继 · GPRS · EVDO · HSPA · HDLC · PPP · L2TP · ISDN 

物理层:

以太网物理层 · 调制解调器 · PLC · SONET/SDH · G.709 · 光导纤维 · 同轴电缆 · 双绞线

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