协议卷1备注笔记

四层网络应用模型

1.应用层 ftp email telnet
2.传输层 TCP UDP
3.网络层 IP（ICMP IGMP）
4.链路层设备驱动程序及接口卡（arp-地址解析协议 rarp-反地址解析协议）
传输层提供端到端， IP层提供点到点

五类互联网地址

A 0.0.0.0127.255.255.255
B 128.0.0.0191.255.255.255
C 192.0.0.0223.255.255.255
D 224.0.0.0239.255.255.255
E 240.0.0.0~247.255.255.255

域名系统DNS 实际为一个分布式数据库

子网掩码 192.0.2.96/24表示的是一个前24位被用作网络号的IP地址（和255.255.255.000的意思一样）
计算方式是位与运算，如：
类别
起始位
开始
结束
点分十进制掩码
A

0.0.0.0

127.0.0.0

255.0.0.0

128.0.0.0

191.255.0.0

255.255.0.0

110

192.0.0.0

223.255.255.0

255.255.255.0

封装与分用-封装

TCP数据段（tcp segment）
IP数据报文（ip datagram）
以太网数据帧（frame）46~1500（字节可设置）
IP头有一个8bit的协议域，标示协议类型1=ICMP 2=IGMP 6=TCP 17=UDP

封装与分用-分用

端口号：
大部分知名端口号为奇数? 半双工历史
tcp 23
udp 53

环回接口

国际惯例ip是127.0.0.1 并设置localhost

IP网际协议

ip不可靠性。
ip无连接。每个ip数据报文独立，可以没有先后顺序
网络字节序：大端字节序
TTL 生存时间，一般为源主机设置

ARP地址解析协议

ARP功能是IP地址和不同网络技术的硬件地址做一个映射。arp发出一个arp数据请求给每个以太网上的主机，对应主机符合后回复arp应答，发送ip报文到目标主机
RARP 是许多无盘系统在引导时候获取ip地址的

ICMP 网络控制报文协议Internet Control Message Protocol

常用于返回错误信息及分析路由，如 ping（icmp echo的request和reply） traceroute

PING
不经过传输层，仅为ICMP的echo的request和reply

IP分片
MTU 以太网硬件（网卡）一般设置为1500：例如：IP首20， UDP首8 剩余1472数据字节

广播多播单播

使用单播IP地址的IP传输方式，叫做IP单播（Unicast），简称为单播。
使用广播IP地址的IP传输方式，叫做IP广播（Broadcast），简称为广播。
使用组播IP地址的IP传输方式，叫做IP组播（Multicast），简称为组播。
广播不实际增加网络通讯量，但是如ICMP协议端口不可达会额外引起广播流量

IGMP internet组管理协议

广播长局限于局域网中，多播协议可以降低不参与通讯的主机负担

DNS域名系统

一个基于tcpip的分布式缓存

TCP传输控制协议

面向连接可靠地字节流服务
可靠性保障：

tcp segment 数据块封装成ip协议发送
发送一个段后，启动一个定时器等待回复（自适应超时和重传）
收到发送端的数据后给一个确认的回复（不一定是立即回复）
首部和校验和来保证数据正确性
ip数据报文到达可能无序， tcp对数据报文重排序交给应用层
IP数据包会重复，需要丢弃重复
提供流量控制，接收端只容许发送端发送本段缓冲能接收的数据

tcp首部中有6个标示bit:

URG 紧急指针
ACK确认序号有效
PSH 尽快发送到应用层
RST 重新建立连接
SYN 同步序号用来发起一个链接（ISN 初始序列号，随机+数据包长度）
FIN 发送完毕

三次握手：SYN n->SYN m、ack n+1->ack m+1
四次握手：FIN n、ack ->ack n+1->FIN m、ack ->ack m+1

链接主要状态：
S : Listen=被动打开
C : SYN_SENT=主动打开
SC: ESTABLISHED=链接建立
C : FIN_WAIT=主动关闭
S : CLOSE_WAIT=被动关闭
C : TIME_WAIT=关闭等待
S : CLOSED=关闭（假想）

Nagle算法，尽量的合并发送包，合并条件：

达到MSS（最大segment 大小）大小 MSS来自MTU（包含IP和tcp或者udp头）
FIN协议
tcp nodelay（关闭 Nagle algorithm）
或者一段时间（200ms）超时

滑动窗口

控制流量避免拥塞。分为发送窗口和接收窗口

超时和重传机制

定时器：

重传定时器
坚持定时器使窗口大小信息保持流动
保活定时器
2MSL定时器测量timewait时间

超时和重传：指数避退策略

插口对（socket pair）套接字对， ip_port-r_ip_port
ISN 初始序列号，随机值

MSL（最大segment lifetime）
TIME_WAIT 为2MSL状态，在等待期内，这部分时间socket pair 不容许被使用

后记

待续和完善，目前简要备注大纲