Chapitre 5 et Chapitre 6 du Réseau informatique

1. Couche transport

Définition : Fournir des services de communication pour la couche application et utiliser les services de la couche réseau

Fonctions de la couche transport :

1. La couche de transport fournit une communication logique entre les processus et les processus

2. multiplexage et démultiplexage

3. La couche transport effectue une détection d'erreur sur les paquets reçus

4. Deux protocoles au niveau de la couche transport

Deux protocoles de la couche transport :

1. Protocole de contrôle de transmission orienté connexion TCP : une connexion doit être établie avant la transmission de données et la connexion doit être libérée après la transmission de données. Aucun service de diffusion ou de multidiffusion n'est fourni. Étant donné que TCP doit fournir des services de transmission fiables orientés connexion, il augmente inévitablement beaucoup de frais généraux : confirmation, contrôle de flux, temporisateur et gestion des connexions.    Fiable, orienté connexion, latence élevée, adapté aux fichiers volumineux

2. Protocole de datagramme utilisateur sans connexion UDP : il n'est pas nécessaire d'établir une connexion avant de transmettre des données, et il n'est pas nécessaire de donner une confirmation après avoir reçu un message UDP.     Peu fiable, pas de connexion, faible latence, adapté aux petits fichiers

Multiplexage : Tous les processus applicatifs de la couche application peuvent être transmis à la couche réseau via la couche transport

Décentralisation : la couche de transport fournit le processus d'application spécifié après avoir reçu les données de la couche réseau

Dans le réseau, la combinaison socket de l'expéditeur et du récepteur est utilisée pour identifier le point de terminaison. Le socket identifie de manière unique un hôte dans le réseau et un processus sur celui-ci.

1. Protocole UDP

UDP n'ajoute que quelques fonctions en plus du service de datagramme IP, c'est-à-dire des fonctions de multiplexage, de démultiplexage et de détection d'erreurs

Les principales fonctionnalités d'UDP :

1. UDP est sans connexion , ce qui réduit les frais généraux et les délais avant l'envoi de données

2. UDP utilise la livraison au mieux, ce qui ne garantit pas une livraison

3. UDP est orienté message, adapté aux applications réseau qui transmettent une petite quantité de données à la fois

4. UDP n'a pas de contrôle de congestion, adapté à de nombreuses applications en temps réel

5. La surcharge d'en-tête UDP est faible, 8B, TCP 20B

2. Protocole TCP

Fonctionnalités TCP :

1. TCP est un protocole de couche de transport orienté connexion (connexion virtuelle)

2. Chaque connexion TCP ne peut avoir que deux points de terminaison et chaque connexion TCP ne peut être que point à point .

3. TCP fournit des services de livraison fiables, sans erreur, sans perte, sans répétition et arrivée dans l'ordre

4. TCP fournit une communication en duplex intégral

Analyse du champ TCP :

Numéro de séquence : Chaque octet du flux d'octets transmis dans une connexion TCP est numéroté dans l'ordre.Ce champ indique le numéro de séquence du premier octet des données envoyées dans ce segment .

Numéro d'accusé de réception : le numéro de série du premier octet de données du segment suivant qui devrait être reçu par l'autre partie. Si le numéro de confirmation est N, cela prouve que toutes les données jusqu'au numéro de séquence N-1 ont été correctement reçues

Décalage de données (longueur d'en-tête) : à quelle distance se trouve le début des données du segment de message TP par rapport au début du segment de message TCP en unités de 4 bits, c'est-à-dire qu'une valeur est 4 B

Les six contrôles sont :

Urgent bit URG : Lorsque URG=1 , il indique qu'il y a des données urgentes dans ce segment de message, qui sont des données de haute priorité, et doivent être transmises dès que possible sans file d'attente dans le cache. Il est utilisé en conjonction avec le bit urgent champ de pointeur

Bit de confirmation ACK : Lorsque ACK=1, le numéro de confirmation est valide et tous les segments transmis doivent mettre ACK à 1 après l'établissement de la connexion

Push bit PSH : Lorsque PSH=1, le récepteur délivre le processus applicatif récepteur dès que possible, et n'attend plus que le cache soit plein pour délivrer vers le haut

Reset RST : Lorsque RST=1, cela indique qu'il y a une erreur grave dans la connexion TCP, la connexion doit être libérée, puis la liaison de transmission doit être rétablie

Bit de synchronisation SYN : Lorsque SYN=1, il indique qu'il s'agit d'un message de demande de connexion/acceptation de connexion

Bit de terminaison FIN : lorsque FIN=1, il indique que les données de l'expéditeur de ce segment de message ont été envoyées et que la connexion doit être libérée

Fenêtre : désigne la fenêtre de réception de la partie qui envoie ce segment, c'est-à-dire la quantité de données que l'autre partie est maintenant autorisée à envoyer

Somme de contrôle : vérifiez l'en-tête + les données, ajoutez le pseudo-en-tête 12B lors de la vérification et le quatrième champ est 6

Pointeur urgent : significatif uniquement lorsque URG=1, indiquant le nombre d'octets de données urgentes dans ce segment

Options : Longueur de segment maximale MSS, extension de fenêtre, horodatage, confirmation de sélection

3. Établissement et libération de la connexion TCP

Établissement de la connexion TCP : poignée de main à trois voies

TOUR 1:

Le client envoie un segment de demande de connexion sans données de couche application, SYN=1, seg=x (aléatoire)

2ÈME ROUND:

Le serveur alloue des tampons et des variables pour la connexion TCP et renvoie un segment de message de confirmation au client , autorisant la connexion sans données de couche application.

SYN=1, ACK=1, seg=y(aléatoire), ack=x+1

TOUR 3 :

Le client alloue des tampons et des variables pour la connexion TCP et renvoie un accusé de réception au serveur , qui peut transporter des données

SYN=0，ACK=1，seq=x+1，ack=y+1

Libération de la connexion TCP : poignée de main à quatre voies

TOUR 1:

Le client envoie un segment de libération de connexion , arrête d'envoyer des données et ferme activement la connexion TCP.         

FIN=1，séq=u

2ÈME ROUND:

Le serveur renvoie un segment de message de confirmation et la connexion du client au serveur dans cette direction est libérée à moitié fermée.

ACK=1，seq=v，ack=u+1

TOUR 3 :

Une fois que le serveur a envoyé les données, il envoie un segment de message de libération de connexion et ferme activement la connexion TCP.

FIN=1，ACK=1，seg=w，ack=u+1

TOUR 4 :

Le client renvoie un segment de message d'accusé de réception, puis attend que le 2MSL (durée de vie du segment de message la plus longue) défini par le temporisateur, la connexion soit complètement fermée

ACK=1，seq=u+1，ack=w+1

4. Contrôle de flux 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。

1. 永久提供服务

2. 永久性访问地址/域名

客户机：请求计算服务的主机

1. 与服务器通信，使用服务器提供的服务

2. 间歇性接入网络

3. 可能使用动态IP地址

4. 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：

1. 根域名服务器

2. 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

3. 权限域名服务器：负责一个区的域名服务器

4. 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:

1. SMTP不能传送可执行文件或者其他二进制对象

2. SMTP仅限于传送7位ASCII码，不能传送其他非英语国家的文字

3. 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

1. 非流水线连接

2. 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