对计算机网络中协议的理解

骑猪看日落 2023-02-17 14:28 20阅读 0赞

### 网络协议 ###

*   *  四层/五层
     *   *  网络接口层/（物理层+数据链路层）
         *  网络层
         *   *  IP
             *  ICMP（网际控制报文协议）
             *  IGMP（Internet组播管理协议）
             *  ARP（地址解析协议）
             *  RARP（反向地址转换协议）
         *  传输层
         *   *  TCP（传输控制协议）
             *  UDP（用户数据报协议）
         *  应用层
         *   *  HTTP（超文本传输协议）
             *  FTP（文件传输协议）
             *  SMTP（简单邮件传送协议）
             *  DNS（域名系统）
             *  Telnet
             *  RDP（远程桌面协议）
             *  DHCP
     *  七层
     *   *  物理层
         *  数据链路层
         *  网络层
         *  传输层
         *  会话层
         *  表示层
         *  应用层

## 四层/五层 ##

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### 网络接口层/（物理层+数据链路层） ###

### 网络层 ###

#### IP ####

IP协议制定了一套网络地址，也就是IP地址，根据IP协议能够区分两台主机是否同属一个网络（子网）。

#### ICMP（网际控制报文协议） ####

在IP主机、路由器之间传递控制消息，其中控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息；

在IP之上，用来测试网络层有没有故障；ICMP不是高层协议，而是IP层协议；使用最多的命令是ping。ICMP报文件为IP层数据报的数据加上数据报的首部，组成IP数据报发送出去。

#### IGMP（Internet组播管理协议） ####

使用多播一般用于直播，网络会议，能够节省带宽。

IGMP协议的作用就是周期性扫描本网段内有没有主机在访问多播数据包。

#### ARP（地址解析协议） ####

每个主机都存有一个ARP高速缓存，存放本局域网上各主机和路由器的IP地址到MAC地址的映射表，称为ARP表；

如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么通过ARP协议找到一个位于本局域网上的某个路由器硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络

工作原理：当主机A欲向本局域网上的某个主机B发送IP数据报时，就先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。一般为两种情况：

*  如果有可以查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC帧，然后通过局域网将该MAC帧发往此硬件地址
 *  如果没有，就通过使用目的MAC地址为本网络的广播地址即32个1（FF-FF-FF-FF-FF）的帧来封装并广播ARP请求分组，可以使同一个局域网里的所有主机收到ARP请求（去解析目标MAC地址）

#### RARP（反向地址转换协议） ####

逆地址解析协议，作用是完成硬件地址到IP地址的映射.(请求是广播，应答是单播)

网络上的每台设备都会有一个独一无二的硬件地址，通常是由设备厂商分配的MAC地址。主机从网卡上读取MAC地址，然后在网络上发送一个RARP请求的广播数据包，请求的RARP服务器分配一个IP地址。

*  本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址。如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用；如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应
 *  源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进行通讯；如果一直没有收到RARP服务器的响应信息，表示初始化失败

### 传输层 ###

#### TCP（传输控制协议） ####

需要将传输的文件分段，传输需要建立会话，可靠传输，可以流量控制（qq传文件）

#### UDP（用户数据报协议） ####

一个数据包就能完成数据通信；不需要建立会话和流量控制；多播/广播（同样是UDP）；是一种不可靠传输。域名解析使用UDP（qq聊天）

### 应用层 ###

#### HTTP（超文本传输协议） ####

#### FTP（文件传输协议） ####

FTP的连接方式包括控制连接和数据连接。每上传/下载一个文件就会建立一个会话。  
控制连接：标准端口为21，用于发送FTP命令信息。  
数据连接：标准端口为20，用于上传/下载数据。

#### SMTP（简单邮件传送协议） ####

#### DNS（域名系统） ####

把域名解析为IP地址。

#### Telnet ####

Internet远程登陆服务

#### RDP（远程桌面协议） ####

#### DHCP ####

客户端请求IP地址的过程；

这是一个动态IP地址的请求和分配过程。客户机在网中发广播请求地址，目标IP是4个255，目标MAC地址是全FF。DHCP收到后，会从地址池里选一个给客户机。如果网络中有2个DHCP服务端且都给了反馈，此时计算机还需要返回一个数据通知他选择了谁提供的地址。另一个DHCP客户端发现没要他的，于是收回他提供的。从这个角度看，网络中不能有太多的DHCP服务端。

## 七层 ##

### 物理层 ###

二进制物理传输；给数据包增加了接收端和发送端的IP地址。

将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输

### 数据链路层 ###

传输有地址的帧，错误检测；在数据链路层里，增加了帧头帧尾，MAC地址和校验值。

通过物理网络链路提供可靠的数据传输

### 网络层 ###

为数据包选择路由

负责在源和终点之间建立连接

### 传输层 ###

提供端对端接口

向高层提供可靠的端到端的网络数据流服务（TCP）。传输层的功能一般包括流控、多路传输、虚电路管理及差错校验和恢复

### 会话层 ###

解除或建立与别的接点的联系

建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话

### 表示层 ###

数据格式化，代码转换，数据加密

提供多种功能用于应用层数据编码和转化，以确保一个系统应用层发送的信息可以被另一个系统应用层识别

### 应用层 ###

文件传输，文件服务，电子邮件，虚拟终端

提供网络服务

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