El protocolo TCP/IP estándar es un conjunto de protocolos que se utilizan para la comunicación informática, normalmente denominado pila de protocolos TCP/IP, e Internet, basado en él, es actualmente la red informática más grande del mundo. Debido a la amplia aplicación de Internet, TCP/IP se ha convertido en el estándar de red de facto.
2. Correspondencia entre el modelo OSI de siete capas y el modelo de protocolo TCP/IP.
¿Qué es TCP/IP?
TCP/IP es un conjunto o sistema de protocolos para la comunicación en red. El modelo de protocolo TCP/IP se divide en 7 capas por el modelo OSI. Pero, de hecho, generalmente de lo que estamos hablando es de la pila de protocolos TCP/IP de cuatro capas.
Modelo OSI de siete capas
El modelo de protocolo OSI de siete capas es principalmente: capa de aplicación (Aplicación), capa de presentación (Presentación), capa de sesión (Sesión), capa de transporte (Transporte), capa de red (Red), capa de enlace de datos (Enlace de datos), capa física (Físico).
Modelo OSI Modelo VSTCP/IP
Proceso de desencapsulación de datos
3. ¿Cuáles son los protocolos correspondientes a cada capa?
Capa de aplicación:
La capa de aplicación proporciona interfaces para el software de aplicación, lo que permite que las aplicaciones utilicen servicios de red. El protocolo de la capa de aplicación especifica el protocolo de la capa de transporte correspondiente y los puertos utilizados por la capa de transporte.
La PDU de la capa de aplicación se llama Data (datos).
| capa de aplicación (Datos) |
HTTP 80 (TCP) Protocolo de transferencia de hipertexto, que proporciona servicios de navegación web |
| Telnet 23 (TCP) Protocolo de inicio de sesión remoto, que proporciona servicios de administración remota |
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| FTP 20, 21 (TCP) Protocolo de transferencia de archivos, que proporciona un servicio de intercambio de recursos de archivos de Internet |
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| SMTP 25 (TCP) Protocolo simple de transferencia de correo, que proporciona servicios de correo electrónico de Internet |
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| TFTP 69 (UDP) Protocolo simple de transferencia de archivos, que brinda servicios simples de transferencia de archivos |
capa de transporte:
TCP: un protocolo de comunicación de capa de transporte confiable y orientado a conexión definido por RFC 793 de IETF.
UDP: un protocolo de capa de transporte sin conexión simple definido por RFC 768 de IETF.
Capa de red:
La capa de transporte es responsable de establecer conexiones de proceso a proceso entre hosts, mientras que la capa de red es responsable de transferir datos de un host a otro.
Una PDU en la capa de red se denomina paquete.
La capa de red, también llamada capa de Internet, es responsable de enviar paquetes de paquetes desde el host de origen al host de destino.
El papel de la capa de red:
- Proporcionar direcciones lógicas para dispositivos en la red;
- Responsable del enrutamiento y reenvío de paquetes de datos;
- Protocolos comunes como IPV4, IPV6, ICMP, IGMP, etc.
Capa de enlace de datos:
La capa de enlace de datos se encuentra entre la capa de red y la capa física, y puede proporcionar servicios a protocolos como IP e IPv6 en la capa de red. La PDU de la capa de enlace de datos se denomina Frame (trama).
Ethernet (Ethernet) es el protocolo de capa de enlace de datos más común.
La capa de enlace de datos se encuentra entre la capa de red y la capa física:
- La capa de enlace de datos proporciona "comunicación entre segmentos" a la capa de red;
- Responsable del entramado, direccionamiento físico, control de errores y otras funciones;
- Los protocolos comunes de capa de enlace de datos incluyen: Ethernet, PPPoE, PPP, etc.
capa fisica:
Una vez que los datos llegan a la capa física, la capa física convierte la señal digital en una señal óptica, una señal eléctrica o una señal de onda electromagnética según diferentes medios físicos.
La PDU de la capa física se denomina flujo de bits (Bitstream).
La capa física está en la parte inferior del modelo:
- Responsable de la transmisión del flujo de bits en el medio;
- Especificaciones para características físicas como cables, pines, voltajes e interfaces;
- Los medios de transmisión comunes son: par trenzado, fibra óptica, onda electromagnética, etc.
4. ¿Cuáles son las diferencias y escenarios de aplicación del protocolo TCP/UDP?
la diferencia:
1. TCP está orientado a conexión y UDP está orientado a conexión ;
2. TCP brinda servicios confiables . Es decir, los datos transmitidos a través de la conexión TCP están libres de errores, no se pierden, no se repiten y llegan bajo demanda; UDP hace todo lo posible por entregar, es decir, no garantiza una entrega confiable. TCP logra una transmisión confiable a través de la suma de verificación, el control de retransmisión, la identificación del número de serie, la ventana deslizante y la respuesta de confirmación . También se puede controlar el control de retransmisión cuando se pierde el paquete, y el control de secuencia de los subpaquetes cuyo orden está fuera de orden.
- TCP garantiza la exactitud de los datos, UDP puede perder paquetes
- TCP garantiza el orden de los datos, UDP no
3. UDP tiene un mejor rendimiento en tiempo real , y su eficiencia de trabajo es mayor que la de TCP.Es adecuado para transmisión de alta velocidad y comunicación en tiempo real o comunicación de transmisión.
- La transmisión de datos TCP es lenta, la transmisión de datos UDP es rápida
4. Cada conexión TCP solo puede ser punto a punto , UDP admite comunicaciones interactivas uno a uno , uno a muchos , muchos a uno y muchos a muchos .
5. TCP tiene más en los recursos del sistema y UDP tiene menos requisitos en los recursos del sistema .
6. TCP está orientado a bytes y UDP está basado en datagramas .
Escenario de aplicación
Los principales escenarios de aplicación de UDP:
- Intranet con pocos recursos y condiciones de red estables , o aplicaciones que no son sensibles a la pérdida de paquetes , como DHCP se basa en el protocolo UDP.
- No hay necesidad de comunicación uno a uno y establecimiento de conexión, sino una aplicación que se puede transmitir . Debido a que no está orientado a la conexión, puede implementar protocolos uno a muchos, de transmisión o multidifusión .
- La velocidad de procesamiento debe ser rápida y se puede tolerar la pérdida de paquetes , pero incluso si la red está congestionada, no retrocederá y avanzará.
Algunos ejemplos basados en UDP
- vivir _ La transmisión en vivo tiene requisitos de tiempo real relativamente altos y la pérdida de paquetes es mejor que la congelación, por lo que muchas aplicaciones de transmisión en vivo implementan sus propios protocolos de transmisión de video basados en UDP.
- Juego en tiempo real . El juego también se caracteriza por un alto rendimiento en tiempo real. En este caso, el uso de un protocolo UDP personalizado y confiable y una estrategia de retransmisión personalizada puede minimizar el retraso y reducir el impacto de los problemas de red en el juego.
- Internet de las cosas . Por un lado, hay pocos recursos de interrupción en el campo de Internet de las Cosas, y es posible conocer un sistema embebido muy pequeño , y el costo de mantener el protocolo TCP es demasiado alto; por otro lado, el Internet de las Cosas tiene requisitos particularmente altos para el rendimiento en tiempo real . Por ejemplo, Nest resume Thread Group de Google lanzó el protocolo de comunicación de Internet de las cosas Thread, que se basa en el protocolo UDP.
- Muchas aplicaciones solo admiten UDP, como: flujo de datos multimedia , no generan datos adicionales y no retransmiten incluso si se sabe que hay un paquete dañado.
- chat de vídeo
Los principales escenarios de aplicación de TCP
- Aplicable a escenarios que requieren alta confiabilidad en la transmisión de datos, como la transmisión de texto.
- Para las aplicaciones de clientes en línea empresariales y de Internet , el rendimiento de la transmisión de datos da paso a la integridad , el control y la confiabilidad de la transmisión de datos .
- En el escenario del envío de mensajes y transferencia de archivos , es necesario asegurarse de que los mensajes enviados no se pierdan.
5. ¿Qué protocolos se incluyen en el conjunto de protocolos TCP/UDP?
Protocolos que se ejecutan sobre el protocolo TCP:
- Protocolo HTTP: protocolo de transferencia de hipertexto, utilizado para la navegación ordinaria
- Protocolo HTTPS: protocolo seguro de transferencia de hipertexto, protocolo HTTP en capa SSL
- Protocolo FTP: Protocolo de transferencia de archivos, utilizado para la transferencia de archivos
- Protocolo POP3: protocolo de oficina de correos, utilizado para recibir correo
- Protocolo SMTP: Protocolo simple de transferencia de correo, utilizado para enviar correo electrónico
- Protocolo Telent: protocolo de inicio de sesión remoto, inicie sesión en la red a través de una terminal
- Protocolo SSH: protocolo de shell seguro, utilizado para inicio de sesión encriptado y seguro, que reemplaza el protocolo Telent poco seguro
Protocolos que se ejecutan sobre el protocolo UDP:
- Protocolo DHCP: protocolo de configuración de host dinámico, configurar dinámicamente la dirección IP
- Protocolo NTP: Protocolo de tiempo de red, utilizado para la sincronización de tiempo de red
- Protocolo BOOTP: el protocolo de arranque, el predecesor del protocolo DHCP, utilizado para estaciones de trabajo sin disco para obtener direcciones IP del servidor central
6. ¿Cuál es el número de puerto correspondiente al protocolo conocido?
Las direcciones en enlace de datos e IP se refieren a la dirección MAC y la dirección IP respectivamente. El primero se usa para identificar diferentes computadoras en el mismo enlace, y el segundo se usa para identificar hosts y enrutadores interconectados en una red TCP/IP. También existe este concepto similar a una dirección en la capa de transporte, es decir, el número de puerto. Los números de puerto se utilizan para identificar diferentes aplicaciones que se comunican en la misma computadora. Por lo tanto, también se le llama dirección de programa. Este problema es el número de puerto de nuestros protocolos de uso común, principalmente en los siguientes
- Número de puerto de servicio SSH 22
- Números de puerto de servicio FTP 20 y 21
- Número de puerto de servicio Telnet 23
- Número de puerto de servicio SMTP 25
- Número de puerto de servicio TFTP 69
- Número de puerto de servicio HTTP 80
- Servicio de transferencia de hipertexto encriptado HTTPS número de puerto 443
- Número de puerto de servicio SNMP 161
Cree un diagrama simple y de topología para capturar y analizar simplemente:
Configure la dirección IP de la siguiente manera:
Abra el servicio HTTP del servidor WEB
Luego vamos a usar el cliente para acceder al servidor.
Antes de acceder, abrimos el software de captura de paquetes y capturamos paquetes en la interfaz e0/0/2
