『壹』 常見的網路協議有哪些
第一章 概述
電信網、計算機網和有線電視網 三網合一
TCP/IP是當前的網際網路協議簇的總稱，TCP和 IP是其中的兩個最重要的協議。
RFC標准軌跡由3個成熟級構成：提案標准、草案標准和標准。
第二章 計算機網路與網際網路體系結構
根據拓撲結構：計算機網路可以分為匯流排型網、環型網、星型網和格狀網。
根據覆蓋范圍：計算機網路可以分為廣域網、城域網、區域網和個域網。
網路可以劃分成：資源子網和通信子網兩個部分。
網路協議是通信雙方共同遵守的規則和約定的集合。網路協議包括三個要素，即語法、語義和同步規則。
通信雙方對等層中完成相同協議功能的實體稱為對等實體 ，對等實體按協議進行通信。
有線接入技術分為銅線接入、光纖接入和混合光纖同軸接入技術。
無線接入技術主要有衛星接入技術、無線本地環路接入和本地多點分配業務。
網關實現不同網路協議之間的轉換。
網際網路採用了網路級互聯技術，網路級的協議轉換不僅增加了系統的靈活性，而且簡化了網路互聯設備。
網際網路對用戶隱藏了底層網路技術和結構，在用戶看來，網際網路是一個統一的網路。
網際網路將任何一個能傳輸數據分組的通信系統都視為網路，這些網路受到網路協議的平等對待。
TCP/IP 協議分為 4 個協議層 ：網路介面層、網路層、傳輸層和應用層。
IP 協議既是網路層的核心協議 ，也是 TCP/IP 協議簇中的核心協議。
第四章 地址解析
建立邏輯地址與物理地址之間 映射的方法 通常有靜態映射和動態映射。動態映射是在需要獲得地址映射關系時利用網路通信協議直接從其他主機上獲得映射信息。 網際網路採用了動態映射的方法進行地址映射。
獲得邏輯地址與物理地址之間的映射關系稱為地址解析 。
地址解析協議 ARP 是將邏輯地址（ IP 地址）映射到物理地址的動態映射協議。
ARP 高速緩存中含有最近使用過的 IP 地址與物理地址的映射列表。
在 ARP 高速緩存中創建的靜態表項是永不超時的地址映射表項。
反向地址解析協議 RARP 是將給定的物理地址映射到邏輯地址（ IP地址）的動態映射。RARP需要有RARP 伺服器幫助完成解析。
ARP請求和 RARP請求，都是採用本地物理網路廣播實現的。
在代理ARP中，當主機請求對隱藏在路由器後面的子網中的某一主機 IP 地址進行解析時，代理 ARP路由器將用自己的物理地址作為解析結果進行響應。
第五章 IP協議
IP是不可靠的無連接數據報協議，提供盡力而為的傳輸服務。
TCP/IP 協議的網路層稱為IP層.
IP數據報在經過路由器進行轉發時一般要進行三個方面的處理：首部校驗、路由選擇、數據分片
IP層通過IP地址實現了物理地址的統一，通過IP數據報實現了物理數據幀的統一。 IP 層通過這兩個方面的統一屏蔽了底層的差異，向上層提供了統一的服務。
IP 數據報由首部和數據兩部分構成 。首部分為定長部分和變長部分。選項是數據報首部的變長部分。定長部分 20 位元組，選項不超過40位元組。
IP 數據報中首部長度以 32 位字為單位 ，數據報總長度以位元組為單位，片偏移以 8 位元組（ 64 比特）為單位。數據報中的數據長度 =數據報總長度－首部長度× 4。
IP 協議支持動態分片 ，控制分片和重組的欄位是標識、標志和片偏移， 影響分片的因素是網路的最大傳輸單元 MTU ，MTU 是物理網路幀可以封裝的最大數據位元組數。通常不同協議的物理網路具有不同的MTU 。分片的重組只能在信宿機進行。
生存時間TTL是 IP 數據報在網路上傳輸時可以生存的最大時間，每經過一個路由器，數據報的TTL值減 1。
IP數據報只對首部進行校驗 ，不對數據進行校驗。
IP選項用於網路控制和測試 ，重要包括嚴格源路由、寬松源路由、記錄路由和時間戳。
IP協議的主要功能 包括封裝 IP 數據報，對數據報進行分片和重組，處理數據環回、IP選項、校驗碼和TTL值，進行路由選擇等。
在IP 數據報中與分片相關的欄位是標識欄位、標志欄位和片偏移欄位。
數據報標識是分片所屬數據報的關鍵信息，是分片重組的依據
分片必須滿足兩個條件： 分片盡可能大，但必須能為幀所封裝 ;片中數據的大小必須為 8 位元組的整數倍 ，否則 IP 無法表達其偏移量。
分片可以在信源機或傳輸路徑上的任何一台路由器上進行，而分片的重組只能在信宿機上進行片重組的控制主要根據 數據報首部中的標識、標志和片偏移欄位
IP選項是IP數據報首部中的變長部分，用於網路控制和測試目的 (如源路由、記錄路由、時間戳等 )，IP選項的最大長度 不能超過40位元組。
1、IP 層不對數據進行校驗。
原因：上層傳輸層是端到端的協議，進行端到端的校驗比進行點到點的校驗開銷小得多，在通信線路較好的情況下尤其如此。另外，上層協議可以根據對於數據可靠性的要求， 選擇進行校驗或不進行校驗，甚至可以考慮採用不同的校驗方法，這給系統帶來很大的靈活性。
2、IP協議對IP數據報首部進行校驗。
原因： IP 首部屬於 IP 層協議的內容，不可能由上層協議處理。
IP 首部中的部分欄位在點到點的傳遞過程中是不斷變化的，只能在每個中間點重新形成校驗數據，在相鄰點之間完成校驗。
3、分片必須滿足兩個條件：
分片盡可能大，但必須能為幀所封裝 ;
片中數據的大小必須為8位元組的整數倍，否則IP無法表達其偏移量。
第六章 差錯與控制報文協議（ICMP）
ICMP 協議是 IP 協議的補充，用於IP層的差錯報告、擁塞控制、路徑控制以及路由器或主機信息的獲取。
ICMP既不向信宿報告差錯，也不向中間的路由器報告差錯，而是 向信源報告差錯 。
ICMP與 IP協議位於同一個層次，但 ICMP報文被封裝在IP數據報的數據部分進行傳輸。
ICMP 報文可以分為三大類：差錯報告、控制報文和請求 /應答報文。
ICMP 差錯報告分為三種 ：信宿不可達報告、數據報超時報告和數據報參數錯報告。數據報超時報告包括 TTL 超時和分片重組超時。
數據報參數錯包括數據報首部中的某個欄位的值有錯和數據報首部中缺少某一選項所必須具有的部分參數。
ICMP控制報文包括源抑制報文和重定向報文。
擁塞是無連接傳輸時缺乏流量控制機制而帶來的問題。ICMP 利用源抑制的方法進行擁塞控制 ，通過源抑制減緩信源發出數據報的速率。
源抑制包括三個階段 ：發現擁塞階段、解決擁塞階段和恢復階段。
ICMP 重定向報文由位於同一網路的路由器發送給主機，完成對主機的路由表的刷新。
ICMP 回應請求與應答不僅可以被用來測試主機或路由器的可達性，還可以被用來測試 IP 協議的工作情況。
ICMP時間戳請求與應答報文用於設備間進行時鍾同步 。
主機利用 ICMP 路由器請求和通告報文不僅可以獲得默認路由器的 IP 地址，還可以知道路由器是否處於活動狀態。
第七章 IP 路由
數據傳遞分為直接傳遞和間接傳遞 ，直接傳遞是指直接傳到最終信宿的傳輸過程。間接傳遞是指在信
源和信宿位於不同物理網路時，所經過的一些中間傳遞過程。
TCP/IP 採用 表驅動的方式 進行路由選擇。在每台主機和路由器中都有一個反映網路拓撲結構的路由表，主機和路由器能夠根據 路由表 所反映的拓撲信息找到去往信宿機的正確路徑。
通常路由表中的 信宿地址採用網路地址 。路徑信息採用去往信宿的路徑中的下一跳路由器的地址表示。
路由表中的兩個特殊表目是特定主機路由和默認路由表目。
路由表的建立和刷新可以採用兩種不同 的方式：靜態路由和動態路由。
自治系統 是由獨立管理機構所管理的一組網路和路由器組成的系統。
路由器自動獲取路徑信息的兩種基本方法是向量—距離演算法和鏈路 —狀態演算法。
1、向量 — 距離 (Vector-Distance，簡稱 V—D)演算法的基本思想 ：路由器周期性地向與它相鄰的路由器廣播路徑刷新報文，報文的主要內容是一組從本路由器出發去往信宿網路的最短距離，在報文中一般用(V，D)序偶表示，這里的 V 代表向量，標識從該路由器可以到達的信宿 (網路或主機 )，D 代表距離，指出從該路由器去往信宿 V 的距離， 距離 D 按照去往信宿的跳數計。 各個路由器根據收到的 (V ，D)報文，按照最短路徑優先原則對各自的路由表進行刷新。
向量 —距離演算法的優點是簡單，易於實現。
缺點是收斂速度慢和信息交換量較大。
2、鏈路 — 狀態 (Link-Status，簡稱 L-S)演算法的基本思想 ：系統中的每個路由器通過從其他路由器獲得的信息，構造出當前網路的拓撲結構，根據這一拓撲結構，並利用 Dijkstra 演算法形成一棵以本路由器為根的最短路徑優先樹， 由於這棵樹反映了從本節點出發去往各路由節點的最短路徑， 所以本節點就可以根據這棵最短路徑優先樹形成路由表。
動態路由所使用的路由協議包括用於自治系統內部的 內部網關協 議和用於自治系統之間的外部網關協議。
RIP協議在基本的向量 —距離演算法的基礎上 ，增加了對路由環路、相同距離路徑、失效路徑以及慢收斂問題的處理。 RIP 協議以路徑上的跳數作為該路徑的距離。 RIP 規定，一條有效路徑的距離不能超過
RIP不適合大型網路。
RIP報文被封裝在 UDP 數據報中傳輸。RIP使用 UDP 的 520 埠號。
3、RIP 協議的三個要點
僅和相鄰路由器交換信息。
交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。
4、RIP 協議的優缺點
RIP 存在的一個問題是當網路出現故障時，要經過比較長的時間才能將此信息傳送到所有的路由器。
RIP 協議最大的優點就是實現簡單，開銷較小。
RIP 限制了網路的規模，它能使用的最大距離為15（16表示不可達）。
路由器之間交換的路由信息是路由器中的完整路由表，因而隨著網路規模的擴大，開銷也就增加。
5、為了防止計數到無窮問題，可以採用以下三種技術。
1）水平 分割 法(Split Horizon) 水平分割法的基本思想：路由器從某個介面接收到的更新信息不允許再從這個介面發回去。在圖 7-9 所示的例子中， R2 向 R1 發送 V-D 報文時，不能包含經過 R1 去往 NET1的路徑。因為這一信息本身就是 R1 所產生的。
2） 保持法 (Hold Down) 保持法要求路由器在得知某網路不可到達後的一段時間內，保持此信息不變，這段時間稱為保持時間，路由器在保持時間內不接受關於此網路的任何可達性信息。
3） 毒性逆轉法 (Poison Reverse)毒性逆轉法是水平分割法的一種變化。當從某一介面發出信息時，凡是從這一介面進來的信息改變了路由表表項的， V-D 報文中對應這些表目的距離值都設為無窮 (16)。
OSPF 將自治系統進一步劃分為區域，每個區域由位於同一自治系統中的一組網路、主機和路由器構成。區域的劃分不僅使得廣播得到了更好的管理，而且使 OSPF能夠支持大規模的網路。
OSPF是一個鏈路 —狀態協議。當網路處於收斂狀態時， 每個 OSPF路由器利用 Dijkstra 演算法為每個網路和路由器計算最短路徑，形成一棵以本路由器為根的最短路徑優先 (SPF)樹，並根據最短路徑優先樹構造路由表。
OSPF直接使用 IP。在IP首部的協議欄位， OSPF協議的值為 89。
BGP 是採用路徑 —向量演算法的外部網關協議 ， BGP 支持基於策略的路由，路由選擇策略與政治、經濟或安全等因素有關。
BGP 報文分為打開、更新、保持活動和通告 4 類。BGP 報文被封裝在 TCP 段中傳輸，使用TCP的179 號埠 。
第八章 傳輸層協議
傳輸層承上啟下，屏蔽通信子網的細節，向上提供通用的進程通信服務。傳輸層是對網路層的加強與彌補。 TCP 和 UDP 是傳輸層 的兩大協議。
埠分配有兩種基本的方式：全局埠分配和本地埠分配。
在網際網路中採用一個 三元組 （協議，主機地址，埠號）來全局惟一地標識一個進程。用一個五元組（協議 ,本地主機地址 ,本地埠號 ,遠地主機地址 ,遠地埠號）來描述兩個進程的關聯。
TCP 和 UDP 都是提供進程通信能力的傳輸層協議。它們各有一套埠號，兩套埠號相互獨立，都是從0到 65535。
TCP 和 UDP 在計算校驗和時引入偽首部的目的是為了能夠驗證數據是否傳送到了正確的信宿端。
為了實現數據的可靠傳輸， TCP 在應用進程間 建立傳輸連接 。TCP 在建立連接時採用 三次握手方法解決重復連接的問題。在拆除連接時採用 四次握手 方法解決數據丟失問題。
建立連接前，伺服器端首先被動打開其熟知的埠，對埠進行監聽。當客戶端要和伺服器建立連接時，發出一個主動打開埠的請求，客戶端一般使用臨時埠。
TCP 採用的最基本的可靠性技術 包括流量控制、擁塞控制和差錯控制。
TCP 採用 滑動窗口協議 實現流量控制，滑動窗口協議通過發送方窗口和接收方窗口的配合來完成傳輸控制。
TCP 的 擁塞控制 利用發送方的窗口來控制注入網路的數據流的速度。發送窗口的大小取通告窗口和擁塞窗口中小的一個。
TCP通過差錯控制解決 數據的毀壞、重復、失序和丟失等問題。
UDP 在 IP 協議上增加了進程通信能力。此外 UDP 通過可選的校驗和提供簡單的差錯控制。但UDP不提供流量控制和數據報確認 。
1、傳輸層（ Transport Layer）的任務 是向用戶提供可靠的、透明的端到端的數據傳輸，以及差錯控制和流量控制機制。
2 「傳輸層提供應用進程間的邏輯通信 」。「邏輯通信 」的意思是：傳輸層之間的通信好像是沿水平方向傳送數據。但事實上這兩個傳輸層之間並沒有一條水平方向的物理連接。
TCP 提供的可靠傳輸服務有如下五個特徵 ：
面向數據流 ; 虛電路連接 ; 有緩沖的傳輸 ; 無結構的數據流 ; 全雙工連接 .
3、TCP 採用一種名為 「帶重傳功能的肯定確認 （ positive acknowledge with retransmission ） 」的技術作為提供可靠數據傳輸服務的基礎。
第九章 域名系統
字元型的名字系統為用戶提供了非常直觀、便於理解和記憶的方法，非常符合用戶的命名習慣。
網際網路採用層次型命名機制 ，層次型命名機制將名字空間分成若乾子空間，每個機構負責一個子空間的管理。 授權管理機構可以將其管理的子名字空間進一步劃分， 授權給下一級機構管理。名字空間呈一種樹形結構。
域名由圓點 「．」分開的標號序列構成 。若域名包含從樹葉到樹根的完整標號串並以圓點結束，則稱該域名為完全合格域名FQDN。
常用的三塊頂級域名 為通用頂級域名、國家代碼頂級域名和反向域的頂級域名。
TCP/IP 的域名系統是一個有效的、可靠的、通用的、分布式的名字 —地址映射系統。區域是 DNS 伺服器的管理單元，通常是指一個 DNS 伺服器所管理的名字空間 。區域和域是不同的概念，域是一個完整的子樹，而區域可以是子樹中的任何一部分。
名字伺服器的三種主要類型是 主名字伺服器、次名字伺服器和惟高速緩存名字伺服器。主名字伺服器擁有一個區域文件的原始版本，次名字伺服器從主名字伺服器那裡獲得區域文件的拷貝，次名字伺服器通過區域傳輸同主名字伺服器保持同步。
DNS 伺服器和客戶端屬於 TCP/IP 模型的應用層， DNS 既可以使用 UDP，也可以使用 TCP 來進行通信。 DNS 伺服器使用 UDP 和 TCP 的 53 號熟知埠。
DNS 伺服器能夠使用兩種類型的解析： 遞歸解析和反復解析 。
DNS 響應報文中的回答部分、授權部分和附加信息部分由資源記錄構成，資源記錄存放在名字伺服器的資料庫中。
頂級域 cn 次級域 e.cn 子域 njust.e.cn 主機 sery.njust.e.cn
TFTP ：普通文件傳送協議（ Trivial File Transfer Protocol ）
RIP： 路由信息協議 (Routing Information Protocol)
OSPF 開放最短路徑優先 (Open Shortest Path First)協議。
EGP 外部網關協議 (Exterior Gateway Protocol)
BGP 邊界網關協議 (Border Gateway Protocol)
DHCP 動態主機配置協議（ Dynamic Host Configuration Protocol）
Telnet工作原理 : 遠程主機連接服務
FTP 文件傳輸工作原理 File Transfer Protocol
SMTP 郵件傳輸模型 Simple Message Transfer Protocol
HTTP 工作原理
『貳』 圖解TCP建立連接全過程
TCP是網際網路中的傳輸層協議，使用三次握手協議建立連接，下面是TCP建立連接的全過程。
上圖畫出了TCP建立連接的過程。假定主機A是TCP客戶端，B是服務端。最初兩端的TCP進程都處於CLOSED狀態。圖中在主機下面的是TCP進程所處的狀態。A是主動打開連接，B是被動打開連接。
首先A向B發出連接請求報文段，這時首部中的同步位SYN=1，同時選擇一個初始序號seq=x。TCP規定，SYN報文段不能攜帶數據，但要消耗掉一個序號。這時，A進入SYN-SENT狀態。
B收到請求後，向A發送確認。在確認報文段中把SYN和ACK位都置為1，確認號是ack=x+1,同時也為自己選擇一個初始序號seq=y。請注意，這個報文段也不能攜帶數據，但同樣要消耗掉一個序號。這時B進入SYN-RCVD狀態。
A收到B的確認後，還要向B給出確認。確認報文段的ACK置為1，確認號ack=y+1，而自己的序號seq=x+1。這時，TCP連接已經建立，A進入ESTABLISHED狀態，當B收到A的確認後，也會進入ESTABLISHED狀態。
以上給出的連接建立過程就是常說的TCP三次握手。
為什麼A還要發送一次確認呢?這主要是為了防止已失效的連接請求報文段突然又傳送到了B，因而產生錯誤。
所謂已失效的連接請求報文段是這樣產生的。A發送連接請求，但因連接請求報文丟失而未收到確認，於是A重發一次連接請求，成功後建立了連接。數據傳輸完畢後就釋放了連接。現在假定A發出的第一個請求報文段並未丟失，而是在某個網路節點長時間滯留了，以致延誤到連接釋放以後的某個時間才到達B。本來這是一個早已失效的報文段。但B收到此失效的連接請求報文段後，就誤以為A又發了一次新的連接請求，於是向A發出確認報文段，同意建立連接。假如不採用三次握手，那麼只要B發出確認，新的連接就建立了。
由於A並未發出建立連接的請求，因此不會理睬B的確認，也不會向B發送數據。但B卻以為新的運輸連接已經建立了，並一直等待A發來數據，因此白白浪費了許多資源。
採用TCP三次握手的方法可以防止上述現象發生。例如在剛才的情況下，由於A不會向B的確認發出確認，連接就不會建立。下面留個思考題給大家：如果在TCP第三次握手中的報文段丟失了會發生什麼情況?
『叄』 網路通訊協議有哪幾種
1、TCP/IP協議
TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,傳輸控制協議/網際協議）協議具有很強的靈活性，支持任意規模的網路，幾乎可連接所有伺服器和工作站。
在使用TCP/IP協議時需要進行復雜的設置，每個結點至少需要一個「IP地址」、一個「子網掩碼」、一個「默認網關」、一個「主機名」，對於一些初學者來說使用不太方便。
2、IPX/SPX及其兼容協議
IPX/SPX（InternetworkPacketExchange/SequencesPacketExchange，網際包交換/順序包交換）是Novell公司的通信協議集。IPX/SPX具有強大的路由功能，適合於大型網路使用。
當用戶端接入NetWare伺服器時，IPX/SPX及其兼容協議是最好的選擇。但在非Novell網路環境中，IPX/SPX一般不使用。
3、NetBEUI協議
NetBEUI（NetBiosEnhancedUserInterface，NetBios增強用戶介面）協議是一種短小精悍、通信效率高的廣播型協議，安裝後不需要進行設置，特別適合於在「網路鄰居」傳送數據。
(3)網路連接過程協議擴展閱讀：
協議的使用建議
1、根據網路條件選擇：
如網路存在多個網段或要通過路由器相連時，就不能使用不具備路由和跨網段操作功能的NetBEUI協議，而必須選擇IPX/SPX或TCP/IP等協議。
2、盡量減少協議種類：
一個網路中盡量只選擇一種通信協議，協議越多，佔用計算機的內存資源就越多，影響了計算機的運行速度，不利於網路的管理。
3、注意協議的版本：
每個協議都有其發展和完善的過程，因而出現了不同的版本，每個版本的協議都有它最為合適的網路環境。在滿足網路功能要求的前提下，應盡量選擇高版本的通信協議。
4、協議的一致性：
如果要讓兩台實現互聯的計算機間進行對話，它們使用的通信協議必須相同。否則，中間需要一個「翻譯」進行不同協議的轉換，不僅影響了網路通信速率，同時也不利於網路的安全、穩定運行。