《TCP/IP图解》读书笔记

看这本书的目的:

  • 了解计算机之间是怎么通信的
  • 熟悉TCP/IP协议

后面就这两个目的进行展开,要达到这两个目的,读这本书,学到了哪些知识。

一、计算机之间是怎么通信的

先来了解下面几个概念,中继器,二层交换机,路由器,IP地址,Mac地址

1. IP地址和Mac地址

IP地址和Mac地址大家都非常熟悉了,到底在计算机的通信中,起到什么作用呢?
Mac地址是用来真正负责最终通信的地址。
IP地址用来寻址的。

下面想一个场景: 小明从上海到北京,假设没有火车直达。

  • 第一步: 小明知道自己的出发地是上海,目的地是北京。那IP路由转换表就相当于行程表,告诉小明,首先应该从上海到南京。拿到南京这个IP,小明来到了火车站,问售票员(arp)到南京怎么走,售票员给了小明一张到南京的火车票(mac地址),这样小明顺利的到达了南京。
  • 第二步: 到达南京后,行程表告诉小明,下一站到北京去,小明又来到了火车站,问售票员(arp),到北京怎么走,售票员给小明一张到北京的火车票(mac地址),这样小明就顺利的到达了北京。
    如果行程表(IP路由转发器),火车票(mac),两者少了一样,小明都到达不了北京。

问题:
为什么使用IP地址进行路由?
由于IP地址具有层次性,就像一棵树,寻址更快。而mac地址不具有这样的特性。

2. 中继器

在计算机诞生之前,中继器就已经诞生了。在电报机年代,尽管一些电报线使用高达300伏的电压能在300英里的范围内工作,长距离导线电阻的原因,导线还是不能无限延伸。这个时候,中继器诞生了。就是使用转发(中继)系统,也称为继电器系统,大约每200英里就让发报者通过中继器加强信号,再发出去。

原理(如下图):
输入电流激发电磁跌,电磁跌吸引一根有弹性的金属条作为开关,从而输出电流。

3. 二层交换机(网桥)

首先附上大神们在知乎上的回答
https://www.zhihu.com/question/50104637/answer/119837346
首先网桥是二层网络设备,是现代交换机的前身。一定程度上降低了冲突域的发生,另外提供简单的存储转发功能,如果产生冲突直接拒绝,没有现代交换机的缓存队列。

-冲突域:你说话的时候,别人不能说话,别人说话的时候你不能说话,同意时刻只能有一个人说话
-广播域:你喊了一嗓子,所有人都能听到。别人喊一嗓子,所有人也能听到。 4. 网关 VS 路由器

4.网关

网关是一个概念,不具体指一类产品,只要连接两个不同网络的设备都可以叫做网关;而路由器需要将局域网的以太帧格式转换为串行通信的HDLC帧格式,使不同协议类型的接口能够通信,这是路由器的最早功能,现在还具有具有路由寻址和转发功能,所以路由器可以看做网关的一种实现,但不局限于网关的基本功能。

默认网关:
通常说的默认网关是默认的数据出口,当数据的目的IP没有响应的路由匹配规则,都走到默认网关,由默认网关进行路由转发。

5.相关协议

6.计算机之间的通信

二、TCP/IP协议

TCP/IP协议并不是单纯指TCP、IP协议,是指TCP/IP协议族,其中包括很多协议,比如tcp/udp、ip、arp、icmp等等

1.TCP协议

是面向连接的,可靠的、基于字节流传输层通信协议。有超时重传机制、阻塞控制机制等等保证通信的质量。更详细信息参考百科全书(https://zh.wikipedia.org/wiki/传输控制协议)

三次握手连接:

数据传输:

四次回收断开:

2.UDP

用户报文协议,与TCP相对,也是传输层协议。但不是面向连接的,不可靠,传输的速度比TCP快。

3.MTU MSS 滑动窗口

更详细参考车神的回答

3.1 MTU

MTU, 是 Maximum Transmission Unit 的缩写,最大传输单元,即物理接口(数据链路层)提供给其上层(通常是IP层)最大一次传输的数据的大小。

3.2 MSS

MSS,是Maximum Segement Size,TCP提交给IP层最大分段的大小,不包含TCP Header和TCP Option,只包含了TCP Payload,MSS是TCP用来限制application层最大的发送字节数。

MTU和MSS是就是为了避免在传输过程ip层分包。MTU是由最小MTU路径发现得到,然后根据MTU算出MSS即可,一般是MTU是1500,去掉IP和TCP Header各20字节,一般是1460字节。

3.3 滑动窗口

由于最传统的TCP IP通信,每次传输必须等ACK,否则发送端就一直阻塞在这里,不往下发送,通信的效率极低。滑动窗口设置一个传输范围,批量的发送,没必要等每次传输的ACK,极大的提高了传输效率。

3.4 端口

详见 http://www.cnblogs.com/beginmind/p/6517913.html

posted @ 2017-03-08 09:45  因为热爱  阅读(582)  评论(0编辑  收藏  举报