計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)匯總

一 最主要的三種網(wǎng)絡(luò)

（1）電信網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)），負(fù)責(zé)話音通信，也就是打電話、接聽電話。

（2）有線電視網(wǎng)絡(luò)，主要提供視頻服務(wù)。

（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，主要是數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，也就是說是資源共享,其主要的服就是因特網(wǎng)，三種網(wǎng)絡(luò)在各自的通信協(xié)議下傳輸信息，為用戶提供通信服務(wù)。

二 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)背景

20世紀(jì)40年代以來，人們就夢(mèng)想能擁有一個(gè)世界性的信息庫(kù)。在這個(gè)信息庫(kù)中，信息不僅能被全球的人們存取，而且能輕松地鏈接到其他地方的信息，使用戶可以方便快捷地獲得重要的信息。因此，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。

internet泛著互聯(lián)網(wǎng)；Internet是互聯(lián)網(wǎng)的一種，稱為因特網(wǎng)，但因特網(wǎng)并不是全球唯一的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。例如在歐洲，跨國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)就有“歐盟網(wǎng)”（Euronet），“歐洲學(xué)術(shù)與研究網(wǎng)”（EARN），“歐洲信息網(wǎng)”（EIN），在美國(guó)還有“國(guó)際學(xué)術(shù)網(wǎng)”（BITNET），世界范圍的還有“飛多網(wǎng)”（全球性的BBS系統(tǒng)）等。

Internet提供的主要服務(wù)有萬維網(wǎng)（WWW）、文件傳輸（FTP）、電子郵件（E-mail）、遠(yuǎn)程登錄（Telnet）、手機(jī)（3GHZ）等。萬維網(wǎng)聯(lián)盟稱為W3C。

萬維網(wǎng)（WWW）常簡(jiǎn)稱為Web。分為Web客戶端和Web服務(wù)器程序。WWW可以讓W(xué)eb客戶端（瀏覽器）按照超文本傳輸協(xié)議(HTTP)訪問瀏覽Web服務(wù)器上的頁面。WWW是一個(gè)由許多互相鏈接的超文本組成的系統(tǒng)，這些超文本可以通過互聯(lián)網(wǎng)被訪問。在這個(gè)系統(tǒng)中，每個(gè)有用的事物，稱為一樣“資源”；并且由一個(gè)全局“統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符”（URI）標(biāo)識(shí)；這些資源通過超文本傳輸協(xié)議（Hypertext Transfer Protocol）傳送給用戶，而后者通過點(diǎn)擊鏈接來獲得資源。

三 因特網(wǎng)組成

因特網(wǎng)主要是由核心部分和邊緣部分組成，網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。

因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡(luò)和把它們互連起來的路由器組成，而主機(jī)處在因特網(wǎng)的邊緣部分。在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)接入到核心部分則通常以相對(duì)較低速率的鏈路相連接。

在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通常可劃分為兩大類：客戶服務(wù)器方式(C/S方式)和對(duì)等方式(P2P方式)。還有一種瀏覽器服務(wù)器方式（B/S方式）是C/S方式的一種特例。

四 因特網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)間信息傳遞方式

1 電路交換

電路交換首先在發(fā)送端和接收端建立連接，然后將報(bào)文傳輸過去，最后釋放連接。電路交換的三個(gè)階段：建立連接、通信、釋放連接。電路交換中通過交換機(jī)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信。電信網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)）使用的電路交換。

2 報(bào)文交換

在通信過程中，通信雙方以報(bào)文為單位、使用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的通信方式，被稱為報(bào)文交換。發(fā)送電報(bào)使用的報(bào)文交換。

3 分組交換

分組交換與報(bào)文交換一樣都使用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，不過分組交換將報(bào)文分成多個(gè)分組，以分組為單位、使用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。在發(fā)送端，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段， 每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組，各個(gè)分組依次發(fā)送到接收端，接收端接收到分組后，剝?nèi)ナ撞浚瑢⑵浣M裝成還原成報(bào)文。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的分組交換。

五 路由選擇協(xié)議

報(bào)文被拆分成分組后，從發(fā)送端出發(fā)，經(jīng)過多個(gè)路由器，到達(dá)接收端，這些路由器根據(jù)一定的路由選擇協(xié)議根據(jù)分組的頭部地址將分組轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口，路由選擇協(xié)議非常重要的。

1 關(guān)于“好路由”

（1.1）不存在一種絕對(duì)的好路由算法。

（1.2）所謂“好”只能是相對(duì)于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。

（1.3）實(shí)際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。

（1.4）路由選擇是個(gè)非常復(fù)雜的問題

（1.4.1）它是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。

（1.4.2）路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時(shí)無法事先知道。

2 從路由算法的自適應(yīng)性考慮：

（2.1）靜態(tài)路由選擇策略，即非自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單和開銷較小，但不能及時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。

（2.2）動(dòng)態(tài)路由選擇策略，即自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜，開銷也比較大。

3 因特網(wǎng)中的兩大類路由選擇協(xié)議：

（3.1）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol)，即在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議。目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多，其具體的協(xié)議有多種，如 RIP 和 OSPF 協(xié)議。RIP: Routing Information Protocol 路由信息協(xié)議。RIP 協(xié)議的三個(gè)要點(diǎn)：（a）僅和相鄰路由器交換信息。（b）交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。（c）按固定的時(shí)間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒；OSPF：Open Shortest Path First 開放最短路徑優(yōu)先。

（3.2）外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP (External Gateway Protocol) ，若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng) 中，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)傳到一個(gè)自治系統(tǒng)的邊界時(shí)，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個(gè)自治系統(tǒng)中。這樣的協(xié)議就是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP。在外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中目前使用最多的是BGP-4。BGP：Border Gateway Protocol 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議。BGP 是不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息的協(xié)議。邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 BGP 只能是力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)且比較好的路由（不能兜圈子），而并非要尋找一條好路由。

六 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡(jiǎn)稱為協(xié)議。它主要由三個(gè)要素組成：（1）語法，即數(shù)據(jù)與控制信息的機(jī)構(gòu)或格式；（2）語義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)；（3）同步，即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。

由此可見，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不可缺少的組成部分。實(shí)際上，只要我們想讓連接在網(wǎng)絡(luò)上的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)做點(diǎn)事情，都需要有協(xié)議。對(duì)于非常復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該是層次式的，我們把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合，成為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)體則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。

七 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)有兩種:（1）OSI的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，概念清楚，理論完整，但它既復(fù)雜又不實(shí)用。（2）TCP/IP四層體系結(jié)構(gòu)，它得到了廣泛的應(yīng)用，不過從實(shí)質(zhì)上講，TCP/IP只有最上面的三層，因?yàn)樽钕旅娴木W(wǎng)絡(luò)接口層并沒有什么具體內(nèi)容。因此在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理時(shí)采用折中的辦法，即綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。

假定網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)主機(jī)是相連的，它們之間傳輸數(shù)據(jù)，應(yīng)用進(jìn)程的數(shù)據(jù)在各層之間的傳遞過程中所經(jīng)歷的變化，如下圖所示。

實(shí)體，表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程；協(xié)議，控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體（或多個(gè)實(shí)體）進(jìn)行通信的規(guī)則的集合；在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)。由此可見，協(xié)議是水平的，而服務(wù)是垂直的。

通常我們所說的TCP/IP協(xié)議，是指TCP/IP協(xié)議族，即TCP/IP四層的所有協(xié)議集合。TCP/IP協(xié)議族的特點(diǎn)是上下兩頭大而中間小：應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)接口層都有多種協(xié)議，而中間的IP層很少，上層的各種協(xié)議都向下匯聚到一個(gè)IP協(xié)議中。折中很像沙漏計(jì)時(shí)器形狀的TCP/IP協(xié)議族表明：TCP/IP協(xié)議可以為各種各樣的應(yīng)用提供服務(wù)，同時(shí)TCP/IP協(xié)議也允許IP協(xié)議在各種各樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行。不難看出IP協(xié)議在一天入網(wǎng)中核心作用。

八 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的五層結(jié)構(gòu)

1 物理層

一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以劃分為三大部分，即源系統(tǒng)（包括源點(diǎn)和發(fā)送器）、傳輸系統(tǒng)和目的系統(tǒng)（包括接收器和終點(diǎn)）。信息變化過程是：電腦中文字轉(zhuǎn)化為數(shù)字比特流（數(shù)字信號(hào)），通過調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，將模擬信號(hào)發(fā)送到接收端，接收端將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字比特流（數(shù)字信號(hào)），再轉(zhuǎn)化為文字，在電腦中顯示。具體流程如圖：

通信的目的是傳送消息，如話音、文字、圖像等都是消息。數(shù)據(jù)是運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。根據(jù)信號(hào)中代表消息的參數(shù)的取值方式不同，信號(hào)可以分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)（或連續(xù)信號(hào)），代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的；數(shù)字信號(hào)（或離散信號(hào)），代表消息的參數(shù)的取值是離散的，在使用時(shí)間域的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，則代表不同離散數(shù)值的基本波形就稱為碼元。在使用二進(jìn)制編碼時(shí)，只有兩種不同的碼元，一種代表0而另一種代表1狀態(tài)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要使用“信道”這一名詞，信道不同于電路，信道一般表示向某一個(gè)方向傳送消息的媒體。因此，一條通信電路往往包含一條發(fā)送信道和一條接收信道。從通信的雙方信息交互的方式來看，有以下三種方式：（1）單工通信，只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互，無線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬于這種類型。（2）半雙工通信，通信的雙方都可以發(fā)送消息，但不能同時(shí)發(fā)送。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過段時(shí)間反過來。（3）全雙工通信，通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。單工通信只需要一條信道，而半雙工和全雙工通信需要兩條信道。顯然，雙向同時(shí)通信的傳輸效率高。

2 數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的底層，使用的信道有兩種類型：（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道，使用一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP，在通信質(zhì)量較差的年代，在數(shù)據(jù)鏈路層使用可開傳輸協(xié)議曾經(jīng)是好辦法，因此能實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)母呒?jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC成為當(dāng)時(shí)比較流行的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，但現(xiàn)在HDLC很少使用，對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路，簡(jiǎn)單得多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP則是目前使用最廣泛的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，PPP協(xié)議就是用戶計(jì)算機(jī)和ISP進(jìn)行通信時(shí)所使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。（2）廣播信道，這種信道使用一對(duì)多的廣播通信方式，因此過程復(fù)雜，廣播信道上連接的主機(jī)很多，必須使用專用的共享心道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送。

局域網(wǎng)使用的就是廣播信道，局域網(wǎng)特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理位置和站點(diǎn)數(shù)目均有限。局域網(wǎng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）具有廣播功能，從一個(gè)站點(diǎn)可以方便地訪問全網(wǎng)，局域網(wǎng)上的主機(jī)可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。（2）便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸地演變，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。（3）提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性。

局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、總線網(wǎng)、樹形網(wǎng)。星形網(wǎng)由于集線器的出現(xiàn)和雙絞線大量用于局域網(wǎng)中，星形以太網(wǎng)以及多級(jí)星形結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)獲得了廣泛的應(yīng)用；環(huán)形網(wǎng)，最典型的是令牌環(huán)形網(wǎng)，簡(jiǎn)稱令牌環(huán)；總線網(wǎng)，各站直接連在總線上，總線兩端的匹配電阻吸收在總線上傳播的電磁波信號(hào)的能量，避免在總線上產(chǎn)生有害的電磁波反射?？偩€網(wǎng)可使用兩種協(xié)議，一種是以太網(wǎng)，另一種是令牌傳遞總線網(wǎng)，即物理上是總線網(wǎng)而邏輯上是令牌環(huán)形網(wǎng)。前一種總線網(wǎng)以演進(jìn)為星形網(wǎng)，而后一種令牌傳遞總線網(wǎng)已經(jīng)退出市場(chǎng)。使用以太網(wǎng)規(guī)范的局域網(wǎng)稱為以太網(wǎng)，使用令牌網(wǎng)規(guī)范的局域網(wǎng)稱為令牌環(huán)網(wǎng)?，F(xiàn)在大部分局域網(wǎng)都是以太網(wǎng)。

在局域網(wǎng)上，經(jīng)常是一條傳輸介質(zhì)上連有多臺(tái)計(jì)算機(jī)（如總線型和環(huán)型局域網(wǎng)），即大家共享同一傳輸介質(zhì)。而一條傳輸介質(zhì)在某一時(shí)間內(nèi)只能被一臺(tái)計(jì)算機(jī)所使用，那么在某一時(shí)刻到底誰能使用或訪問傳輸介質(zhì)呢？這就需要有一個(gè)共同遵守的準(zhǔn)則來控制、協(xié)調(diào)個(gè)計(jì)算機(jī)對(duì)傳輸介質(zhì)的同時(shí)訪問，這種準(zhǔn)則就是協(xié)議或成為媒體訪問控制方法。據(jù)此可以將局域網(wǎng)分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。

以太網(wǎng)(Ethernet)指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測(cè)）技術(shù)，并以10M/S的速率運(yùn)行在多種類型的電纜上。以太網(wǎng)與IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)相類似。

3 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一，也是最重要的因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之一。與IP協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議：地址解析協(xié)議ARP，根據(jù)IP地址獲取其物理地址；逆地址解析協(xié)議RARP，根據(jù)物理地址獲取其IP地址；網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP；網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP。IP協(xié)議與其配套協(xié)議關(guān)系如下

4 傳輸層

從通信和信息處理的角度看，傳輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信服務(wù)，它屬于面向通信部分的高層，同時(shí)也是用戶功能中的最底層。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分中的主機(jī)使用網(wǎng)絡(luò)的核心部分的功能進(jìn)行端到端的通信時(shí)，只有主機(jī)的協(xié)議棧才有傳輸層，而網(wǎng)絡(luò)核心部分中的路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)只用到了下三層的功能。

傳輸層主要有兩個(gè)協(xié)議，都是因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)，（1）用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP[RFC 768]，（2）傳輸控制協(xié)議TCP[RFC 793]。TCP/IP體系中的運(yùn)輸層協(xié)議如下：

應(yīng)用層和應(yīng)用層協(xié)議主要使用的運(yùn)輸層協(xié)議(UDP或TCP)如下表所示

傳輸層的端口號(hào)共分為下面的兩大類：（1）服務(wù)器端使用的端口號(hào)，這里分為兩類，最重要的一類叫做熟知端口號(hào)或系統(tǒng)端口號(hào)，數(shù)值為0---1023。比如FTP端口號(hào)21，TELNET端口號(hào)23，SMTP端口號(hào)25，DNS端口號(hào)53，TFTP端口號(hào)69，HTTP端口號(hào)80，SNMP端口號(hào)161，SNMP(trap)端口號(hào)162。另一類叫做登記端口號(hào)，數(shù)值為1024—49151，這類端口號(hào)是為沒有熟知端口號(hào)的應(yīng)用程序使用的。（2）客戶端使用的端口號(hào)，數(shù)值為49152—65535。由于這類端口號(hào)僅在客戶進(jìn)程運(yùn)行時(shí)才動(dòng)態(tài)選擇，因此又叫做短暫端口號(hào)。

用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP只在IP協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)上增加了很少一點(diǎn)功能，就是復(fù)用和分用的功能以及差錯(cuò)檢測(cè)的功能。UDP的主要特點(diǎn)是：（1）UDP是無連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接（發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束也沒有連接可釋放），因此減少了開銷和發(fā)送數(shù)據(jù)之前的延遲。（2）UDP使用盡大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機(jī)不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表。（3）UDP是面向報(bào)文的，發(fā)送方的UDP對(duì)應(yīng)用程序交下來的報(bào)文，在添加首部后就向下交付給IP層。UDP對(duì)應(yīng)用層交下來的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。應(yīng)用層交給UDP多長(zhǎng)的報(bào)文，UDP就照樣發(fā)送，因此應(yīng)用層必須選擇合適大小的報(bào)文，不然降低IP層的效率。

UDP優(yōu)勢(shì):（1）UDP沒有涌塞控制，因此網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會(huì)使源主機(jī)的發(fā)送速率降低，這對(duì)某些實(shí)時(shí)應(yīng)用很重要的。很多實(shí)時(shí)應(yīng)用（如IP電話、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等）要求源主機(jī)以恒定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且允許在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)丟失一些數(shù)據(jù)，但不允許數(shù)據(jù)有太大的時(shí)延，UDP正好適合這種要求。如果很多源主機(jī)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送高速率的實(shí)時(shí)視頻流時(shí)，網(wǎng)絡(luò)就可能發(fā)生擁塞，因此UDP有可能引起網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重的擁塞問題。（2）UDP支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信。（3）UDP的首部開銷小，只有8字節(jié)，比TCP的20個(gè)字節(jié)的首部要短。

傳輸控制協(xié)議TCP，TCP協(xié)議比較復(fù)雜，TCP主要的特點(diǎn)：（1）TCP是面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議，應(yīng)用層在使用TCP協(xié)議之前，必須先建立TCP連接，傳送完畢后，必須釋放已經(jīng)建立的TCP連接。（2）每一條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，每一條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的（一對(duì)一）。（3）TCP提供可靠交付的服務(wù)，也就是通過TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，無差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)、并且按序到達(dá)。（4）TCP提供全雙工通信。（5）面向字節(jié)流，TCP中的“流”指的是流入到進(jìn)程或從進(jìn)程流出的字節(jié)序列?！懊嫦蜃止?jié)流”的含義是：雖然應(yīng)用程序和TCP的交互是一次一個(gè)數(shù)據(jù)塊（大小不等），但發(fā)送方TCP把發(fā)送方應(yīng)用程序交下來數(shù)據(jù)看成一連串的無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。發(fā)送方TCP不知道傳送的字節(jié)流的含義，不保證接收方應(yīng)用程序所收到的數(shù)據(jù)塊和應(yīng)用程序發(fā)出的數(shù)據(jù)塊具有對(duì)應(yīng)大小的關(guān)系（例如，發(fā)送方應(yīng)用程序交給發(fā)送方TCP10個(gè)數(shù)據(jù)塊，但接收方TCP可能只用4個(gè)數(shù)據(jù)塊把收到的字節(jié)流交付給了上層的應(yīng)用程序）。但接收方應(yīng)用程序收到的字節(jié)流必須和發(fā)送方應(yīng)用程序發(fā)出的字節(jié)流一樣。

TCP和UDP在發(fā)送報(bào)文時(shí)所采用的方式完全不同，TCP對(duì)應(yīng)用進(jìn)程一次把多長(zhǎng)的報(bào)文發(fā)送到TCP的緩存中是不關(guān)心的。TCP根據(jù)對(duì)方給出的窗口值和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度來決定一個(gè)報(bào)文段應(yīng)包含多少個(gè)字節(jié)（UDP發(fā)送的報(bào)文長(zhǎng)度是應(yīng)用進(jìn)程給出的）。如果應(yīng)用進(jìn)程傳送到TCP緩存的數(shù)據(jù)塊太長(zhǎng)，TCP就可以把它劃分短一些再傳送。如果應(yīng)用進(jìn)程一次只發(fā)來一個(gè)字節(jié)，TCP也可以等待積累有足夠多的字節(jié)后再構(gòu)成報(bào)文段發(fā)送出去。

TCP的可靠傳輸，TCP的流量控制，TCP的擁塞控制，都挺重要，還有TCP的運(yùn)輸連接管理。TCP是面向連接的協(xié)議，運(yùn)輸連接是用來傳送TCP報(bào)文的，TCP運(yùn)輸連接的建立和釋放是每一次面向連接的通信中必不可少的過程。因此，運(yùn)輸連接有三個(gè)階段：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。

TCP的連接建立，三次握手。如圖所示，假定主機(jī)A運(yùn)行的是TCP客戶程序，而B運(yùn)行TCP服務(wù)器程序，最初兩端的TCP進(jìn)程都處于CLOSED（關(guān)閉）狀態(tài)，A主動(dòng)打開連接，B被動(dòng)打開連接。

B的TCP服務(wù)器進(jìn)程先創(chuàng)建傳輸控制塊TCB，準(zhǔn)備接收客戶進(jìn)程的連接請(qǐng)求。然后服務(wù)器進(jìn)程就處于LISTEN（接聽）狀態(tài)，等待客戶的連接請(qǐng)求。如有，即做出相應(yīng)。

A的TCP客戶進(jìn)程也是首先創(chuàng)建傳輸控制模塊TCB，然后向B發(fā)出連接請(qǐng)求報(bào)文段，這時(shí)首部中的同部位SYN=1，同時(shí)選擇一個(gè)初始序號(hào)seq=x。TCP規(guī)定，SYN報(bào)文段（即SYN=1的報(bào)文段）不能攜帶數(shù)據(jù)，但要消耗掉一個(gè)序號(hào)。這時(shí)，TCP客戶進(jìn)程進(jìn)入SYN-SENT（同步已發(fā)送）狀態(tài)。

B收到連接請(qǐng)求報(bào)文段后，同意建立連接，則向A發(fā)送確認(rèn)。在確認(rèn)報(bào)文段中應(yīng)把SYN位和ACK位都置1，確認(rèn)號(hào)是ack=x+1，同時(shí)也為自己選擇一個(gè)初始序號(hào)seq=y。請(qǐng)注意，這個(gè)報(bào)文段也不能攜帶數(shù)據(jù)，但同樣要消耗掉一個(gè)序號(hào)。這時(shí)TCP服務(wù)器進(jìn)程進(jìn)入SYN-RCVD（同步收到）狀態(tài)。

TCP的連接釋放是四次握手。過程如下所示：

5 應(yīng)用層

應(yīng)用層有域名系統(tǒng)DNS，文件傳送協(xié)議FTP，遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET，萬維網(wǎng)www（主要使用HTTP協(xié)議），電子郵件（主要使用SMTP協(xié)議），動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP，簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP，應(yīng)用進(jìn)程跨網(wǎng)絡(luò)的通信。

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