1. Capa de transporte
Definición: Proporcionar servicios de comunicación para la capa de aplicación y utilizar los servicios de la capa de red.
Funciones de la capa de transporte:
La capa de transporte proporciona comunicación lógica entre procesos y procesos.
multiplexación y demultiplexación
La capa de transporte realiza la detección de errores en los paquetes recibidos.
Dos protocolos en la capa de transporte
Dos protocolos de la capa de transporte:
1. Protocolo de control de transmisión orientado a la conexión TCP: se debe establecer una conexión antes de la transmisión de datos y se debe liberar la conexión después de la transmisión de datos. No se proporcionan servicios de difusión o multidifusión. Debido a que TCP necesita proporcionar servicios de transmisión confiables orientados a la conexión, inevitablemente aumenta mucho la sobrecarga: confirmación, control de flujo, temporizador y administración de conexión. Confiable, orientado a la conexión, alta latencia, adecuado para archivos grandes
2. Protocolo UDP de datagramas de usuario sin conexión: no es necesario establecer una conexión antes de transmitir los datos, y no es necesario dar ninguna confirmación después de recibir un mensaje UDP. No confiable, sin conexión, baja latencia, adecuado para archivos pequeños
Multiplexación : todos los procesos de aplicación en la capa de aplicación se pueden transmitir a la capa de red a través de la capa de transporte
Descentralización : la capa de transporte entrega el proceso de aplicación especificado después de recibir datos de la capa de red
En la red, la combinación de socket del remitente y el receptor se utiliza para identificar el punto final. El socket identifica de manera única un host en la red y un proceso en él.
1. Protocolo UDP
UDP solo agrega algunas funciones además del servicio de datagramas IP, es decir, funciones de multiplexación, demultiplexación y detección de errores.
Las principales características de UDP:
1. UDP no tiene conexión , lo que reduce la sobrecarga y la demora antes de enviar datos
2. UDP utiliza la entrega de mejor esfuerzo, lo que no garantiza una entrega
3. UDP está orientado a mensajes, adecuado para aplicaciones de red que transmiten una pequeña cantidad de datos a la vez
4. UDP no tiene control de congestión, adecuado para muchas aplicaciones en tiempo real
5. La sobrecarga del encabezado UDP es pequeña, 8B, TCP 20B
2. Protocolo TCP
Características de TCP:
TCP es un protocolo de capa de transporte orientado a la conexión (conexión virtual)
Cada conexión TCP solo puede tener dos puntos finales, y cada conexión TCP solo puede ser punto a punto .
TCP proporciona servicios de entrega confiables, sin errores, sin pérdidas, sin repeticiones y llegada en orden
TCP proporciona comunicación full-duplex
Análisis de campo TCP:
Número de secuencia : Cada byte en el flujo de bytes transmitido en una conexión TCP está numerado en secuencia.Este campo indica el número de secuencia del primer byte de los datos enviados en este segmento .
Número de acuse de recibo : el número de serie del primer byte de datos del siguiente segmento que se espera que reciba la otra parte. Si el número de confirmación es N, prueba que todos los datos hasta el número de secuencia N-1 han sido recibidos correctamente
Desplazamiento de datos (longitud del encabezado) : a qué distancia está el inicio de datos del segmento de mensaje TP desde el inicio del segmento de mensaje TCP en unidades de 4B bits, es decir, un valor es 4B
Los seis controles son:
Bit Urgente URG: Cuando URG=1 , indica que hay datos urgentes en este segmento del mensaje, que son datos de alta prioridad y deben transmitirse lo antes posible sin hacer cola en la memoria caché. campo de puntero
Bit de confirmación ACK : cuando ACK=1, el número de confirmación es válido y todos los segmentos transmitidos deben establecer ACK en 1 después de establecer la conexión.
Push bit PSH : cuando PSH = 1, el receptor entrega el proceso de la aplicación de recepción lo antes posible y ya no espera hasta que el caché esté lleno antes de entregar hacia arriba
Restablecer RST : Cuando RST=1, indica que hay un error grave en la conexión TCP, se debe liberar la conexión y luego se debe restablecer el enlace de transmisión.
Bit de sincronización SYN : Cuando SYN=1, indica que es un mensaje de solicitud de conexión/aceptación de conexión
Bit de terminación FIN : Cuando FIN=1, indica que los datos del remitente de este segmento de mensaje han sido enviados y se requiere liberar la conexión.
Ventana : se refiere a la ventana de recepción de la parte que envía este segmento, es decir, la cantidad de datos que la otra parte ahora puede enviar
Suma de verificación : verifique el encabezado + datos, agregue el pseudoencabezado 12B al verificar, y el cuarto campo es 6
Puntero urgente : solo significativo cuando URG = 1, señalando la cantidad de bytes de datos urgentes en este segmento
Opciones : longitud máxima de segmento MSS, expansión de ventana, marca de tiempo, confirmación de selección
3. Establecimiento y liberación de la conexión TCP
Establecimiento de conexión TCP: protocolo de enlace de tres vías
LA RONDA 1:
El cliente envía un segmento de solicitud de conexión sin datos de capa de aplicación, SYN=1, seg=x (aleatorio)
LA RONDA 2:
El servidor asigna búferes y variables para la conexión TCP y devuelve un segmento de mensaje de confirmación al cliente , lo que permite la conexión sin datos de la capa de aplicación.
SYN=1, ACK=1, segmento=y(aleatorio), reconocimiento=x+1
RONDA 3:
El cliente asigna búferes y variables para la conexión TCP y devuelve un reconocimiento al servidor , que puede transportar datos.
SYN=0，ACK=1，seq=x+1，ack=y+1
Liberación de la conexión TCP: protocolo de enlace de cuatro vías
LA RONDA 1:
El cliente envía un segmento de liberación de conexión , deja de enviar datos y cierra activamente la conexión TCP.
FIN=1，seq=u
LA RONDA 2:
El servidor devuelve un segmento de mensaje de confirmación y la conexión del cliente con el servidor en esta dirección se libera, en estado semicerrado.
ACK=1，secuencia=v，reconocimiento=u+1
RONDA 3:
Después de que el servidor envía los datos, envía un segmento de mensaje de liberación de conexión y cierra activamente la conexión TCP.
FIN=1，ACK=1，seg=w，ack=u+1
RONDA 4:
El cliente devuelve un segmento de mensaje de reconocimiento y luego espera hasta que el 2MSL (vida más larga del segmento de mensaje) establecido por el temporizador, la conexión se cierra por completo.
ACK=1，secuencia=u+1，reconocimiento=w+1
4. Control de flujo TCP
在通信过程中，接收方根据自己接收缓存的大小，动态地调整发送方的发送窗口大小，即接收窗口rwnd (接收方设置确认报文段的窗口字段来将rwnd通知给发送方)，发送方的发送窗口取接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd的最小值。
5.TCP拥塞控制
拥塞控制的四种算法：
1.慢开始 2.拥塞避免
3.快重传 4.快恢复
发送窗口=Min(接收窗口rwnd，拥塞窗口cwnd}
接收窗口：接收方根据接受缓存设置的值，并告知给发送方，反映接收方容量
拥塞窗口：发送方根据自己估算的网络拥塞程度而设置的窗口值，反映网络当前容量
1.慢开始和拥塞避免
2.快开始和快恢复
2.应用层
两个网络应用模型：客户/服务器(c/s) 模型和P2P模型
1.客户/服务器(c/s) 模型
服务器:提供计算服务的设备。
永久提供服务
永久性访问地址/域名
客户机：请求计算服务的主机
与服务器通信，使用服务器提供的服务
间歇性接入网络
可能使用动态IP地址
不与其他客户机直接通信
2.P2P模型
特点：
不存在永远在线的服务器
每个主机既可以提供服务，也可以请求服务
任意端系统/节点之间可以直接通讯
节点间歇性接入网络
节点可能改变IP地址
可扩展性好
网络健壮性强
3.DNS系统
域名的分类：
分类 |
二次分类 |
例子 |
顶级域名 |
国家顶级域名 |
cn,us,uk |
通用顶级域名 |
com,net,org,gov,int,aero,museum,travel |
|
基础结构域名/反向域名 |
arpa |
|
二级域名 |
类别域名 |
ac,com,edu,gov,mil,net,org |
行政区域名 |
用于我国各省、自治区、直辖市 bj,js |
|
三级域名 |
❌ |
|
四级域名 |
❌ |
|
域名服务器：
根域名服务器
顶级域名服务器：管理该顶级域名服务器注册的所有二级域名
权限域名服务器：负责一个区的域名服务器
本地域名服务器：当一个主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就发给本地域名服务器
查询解析域名的两种方法：
1递归查询
2.迭代查询
4.文件传输协议FTP
定义：提供不同种类主机系统(硬、软件体系等都可以不同)之间的文件传输能力
FTP是基于客户/服务器(c/S)的协议
FTP工作原理：
控制连接始终保持
数据连接保持一会
是否使用TCP20端口建立数据连接与传输模式有关
主动方式使用TCP20端口
被动方式由服务器和客户端自行协商决定(端口1024)
5.电子邮件系统
1.简单邮件传送协议SMTP
SMTP规定了在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息
负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，负责接收邮件的进程就是SMTP服务器，使用的端口号是25
SMTP的缺点:
SMTP不能传送可执行文件或者其他二进制对象
SMTP仅限于传送7位ASCII码，不能传送其他非英语国家的文字
SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件
解决：通用因特网邮件扩充MIME
2.网际报文存取协议IMAP
定义：IMAP协议比POP协议复杂。当用户Pc上的IMAP客户程序打开IMAP服务器的邮箱时，用户可以看到邮箱的首部，若用户需要打开某个邮件，该邮件才上传到用户的计算机上
3.基于万维网的电子邮件
6.万维网
万维网www(World Wide web)是一个大规模的、联机式的信息储藏所/资料空间，是无数个网络站点和网页的集合
URL：统一资源定位符
HTTP：超文本传输协议
万维网使用超文本标记语言HTML，使得万维网页面设计者可以很方便地从一个界面的链接转到另一个界面，并能够在自己的屏幕上显示出来
1.超文本传输协议HTTP
HTTP协议定义了浏览器(万维网客户进程)怎样向万维网服务器请求万维网文档，以及服务器怎样把文档传送给浏览器
HTTP的连接方式：
1.持久连接
非流水线连接
流水线连接
2.非持久连接
HTTP的报文结构：
1.请求报文
2.响应报文
HTTP报文是面向文本的，因此在报文中的每一个字段都是一些ASCII码串