计算机⽹络之五层体系结构
计算机各层⽹络协议
协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）是指对等层次之间传递的数据单位
物理层
典型设备：中继器、集线器
使⽤了光纤、 同轴电缆、双绞线……
中间设备：中继器、集线器
中继器
中继器（Repeater）⼜被称为转发器或放⼤器，执⾏物理层协议，负责第⼀层（物理层）的数据中继，实现电⽓信号的“再⽣”。⽤于互连两个相同类型的⽹段，主要功能是延伸⽹段和改变传输媒体，从⽽实现信息位的转发。它本⾝不执⾏信号的过滤功能。
集线器
集线器（HUB）是⼀种典型或称为特殊的转发器。它的作⽤可以简单的理解为将⼀些机器连接起来组成⼀个局域⽹。它不具有智能处理能⼒，处理的数据只是电流⽽已，它采⽤共享带宽的⼯作⽅式，附接端⼝的所有计算机采⽤CSMA/CD⽅式竞争带宽的使⽤，任⼀时刻只能由两台计算机之间进⾏通信。
数据单元：数据位（bit）binary digit ⼆进制数据的缩写
tcpip协议pdf⽹络协议：⽆
数据链路层
典型设备：⽹卡、⽹桥、交换机
中间设备：⽹桥、交换机
⽹桥
⽹桥（Gate Bridge）负责第⼆层（数据链路层）的数据中继。互连两个独⽴的、仅在低两层实现上有差异的⼦⽹。
交换机
实质上是⼀个多接⼝的⽹桥。
数据单元：数据帧 （Frame）
⽹络协议：
ARQ（Automatic Repeat-reQuest ）⾃动重传请求协议，错误纠正协议之⼀，包括停⽌等待ARQ 协议和连续ARQ 协议，错误侦测、正⾯确认、逾时重传与负⾯确认继以重传等机制。
SW（stop-and-wait）停⽌等待协议。停⽌等待就是每发送完⼀个分组就停⽌发送，等待对⽅的确认。在收到确认后再发送下⼀个分组。⽤于通信系统中，两个相连的设备相互发送信息时使⽤，以确保信息不因丢包或包乱序⽽丢失，是最简单的⾃动重传请求⽅法。
CSMA/CD(Carrrier Sense Multiple Access with Collision Detection)载波监听多点接⼊/碰撞检测协议。总线型⽹络，协议的实质是载波监听和碰撞检测。载波监听即发数据前先检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如暂时不发数据，避免碰撞。碰撞检测为计算机边发送数据边检测信道上的信号电压⼤⼩。
PPP(Point-to-Ponit Protocol)点对点协议⾯向字节，由三部分组成：
⼀个将IP 数据报封装到串⾏链路的⽅法；
⼀个⽤于建⽴、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP；
⼀套⽹络控制协议NCP。
HDLC （High-Level Data Link Control ）⾼级数据链路控制同步⽹上传输数据、⾯向⽐特的数据链路层协议。
ATM （Asynchronous Transfer Mode ）异步传递⽅式，建⽴在电路交换和分组交换的基础上的⼀种⾯向连接的快速分组交换技术。 “异步”是指将ATM 信元“异步插⼊”到同步的 SDH ⽐特流中。如同步插⼊则⽤户在每帧中所占的时隙相对位置固定不变。“同步”是指⽹络中各链路上的⽐特流都是受同⼀⾮常精确的主时钟的控制。Wi-Fi 、WiMAX 、DTM 、令牌环、以太⽹、FDDI 、帧中继、 GPRS 、 EVDO 、HSPA 、L2TP 、ISDN。
⽹络层
典型设备：路由器、防⽕墙、多层交换机
中间设备：路由器
路由器
路由器（Router）负责第三层（⽹络层）的数据中继。它能理解数据中的IP地址，如果它接收到⼀个数据包，就检查其中的IP地址，如果⽬标地址是本地⽹络的就不理会，如果是其他⽹络的，就将数据包转发出本地⽹络。它的作⽤在于连接相同或不同类型⽹络，并且能到⽹络中数据传输最合适的路径即路由选择。
数据单元：数据包（Packet）
⽹络协议：
IP (IPv4 · IPv6) (Internet Protocol) ⽹络之间互连的协议
ARP (Address Resolution Protocol) 即地址解析协议，实现通过IP 地址得 知其物理地址。
RARP (Reverse Address Resolution Protocol)反向地址转换协议允许局域 ⽹的物理机器从⽹关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP地址。
ICMP (Internet Control Message Protocol ）Internet 控制报⽂协议。它是TCP/IP 协议族的⼀个⼦协议，⽤于在IP 主机、路由器之间传递控制消息。
ICMPv6 (Internet Control Managemet Protocol Version 6)互联⽹控制信息协议版本六。ICMPv6为了
与IPv6配套使⽤⽽开发的互联⽹控制信息协议。与IPv4⼀样，IPv6也需要使⽤ICMP，旧版本的ICMP不能满⾜IPv6全部要求，因此开发了新版本的ICMP，称为ICMPv6。
IGMP (Internet Group Management Protocol) Internet 组管理协议，是因特 ⽹协议家族中的⼀个组播协议，⽤于 IP 主机向任⼀个直接相邻的路由器报 告他们的组成员情况。
RIP (Router information protocol) 路由信息协议是⼀种在⽹关与主机之间交换路由选择信息的标准。
OSPF (Open Shortest Path Firs)开放式最短路径优先，分布式链路状态协议。
BGP（Border Gateway Protocol ）边界⽹关协议，⽤来连接Internet 上独⽴系统的路由选择协议.采⽤路径向量路由选择协议。运输层
典型设备：进程和端⼝
中间设备：⽹关
⽹关
⽹关（Gateway）负责第三层（⽹络层）以上的数据中继，实现不同体系结构的⽹络协议转换，它通
常采⽤软件的⽅法实现，并且与特定的应⽤服务⼀⼀对应。⽐如：OSI的⽂件传输服务FTAM和TCP/IP的⽂件传输服务FTP，尽管⼆者都是⽂件传输但是由于所执⾏的协议不同不能直接进⾏通信，⽽需要⽹关将两个⽂件传输系统互连，达到相互进⾏⽂件传输的⽬的。
数据单元：数据段 （Segment）
⽹络协议：
TCP （Transmission Control Protocol ）传输控制协议，提供可靠的⾯向连接的服务，传输数据前须先建⽴连接，结束后释放。可靠的全双⼯信道。可靠、有序、⽆丢失、不重复。
UDP (User Datagram Protocol ）⽤户数据报协议，发送数据前⽆需建⽴连接，不使⽤拥塞控制，不保证可靠交付，最⼤努⼒交付。
应⽤层
典型设备：应⽤程序，如FTP，SMTP ，HTTP)
中间设备：⽹关
⽹关
⽹关（Gateway）负责第三层（⽹络层）以上的数据中继，实现不同体系结构的⽹络协议转换，它通常采⽤软件的⽅法实现，并且与特定的应⽤服务⼀⼀对应。⽐如：OSI的⽂件传输服务FTAM和TCP/IP的⽂件传输服务FTP，尽管⼆者都是⽂件传输但是由于所执⾏的协议不同不能直接进⾏通信，⽽需要⽹关将两个⽂件传输系统互连，达到相互进⾏⽂件传输的⽬的。
数据单元：报⽂（message）
⽹络协议：
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机分配协议，使⽤ UDP 协议⼯作，主要有两个⽤途：给内部⽹络或⽹络服务供应商⾃动分配 IP 地址，给⽤户或者内部⽹络管理员作为对所有计算机作中央管理的⼿段。实现即插即⽤连⽹。
DNS （Domain Name System ）域名解析
FTP （File Transfer Protocol ）⽂件传输协议，减少或消除不同操作系统下处理⽂件的不兼容性。
HTTP （Hypertext Transfer Protocol ）超⽂本传输协议 <；端⼝号 80>， ⾯向事务的应⽤层协议。
POP3 (Post Office Protocol 3) 即邮局协议的第3 个版本，⽤于接受邮件。
SMTP （Simple Mail Transfer Protocol ）简单邮件传输协议 ⽤于发送邮件。
SSH （Secure Shell ）安全外壳协议
TELNET（Telnet） 远程登录协议
计算机⽹络通信⽅式
为了实现跨越互联⽹的，主机 A 的进程 P1，和主机 B 的进程 P2 之间的通信，我们逐层把这个任务交给 TCP/IP 协议栈。
运输层：“如果有⼈能帮我把数据从某个⽹络中的机器 A 搬到另⼀个⽹络中的机器 B，我就可以搞定这个任务，因为我知道不同的数据应该交给机器上的哪个进程。”
⽹络层：“如果有⼈能帮我把数据从局域⽹中直接相连的⼀台机器搬到另⼀台机器，我就可以把数据从⼀个⽹络搬到另⼀个⽹络，因为我知道路线怎么⾛，要经过哪些节点。”
数据链路层：“我知道怎样在局域⽹中搬数据，还能⽤ CSMA/CD 协议协调⼯作，还能⽤ CRC32 校验发送的数据和接收的数据是⼀致的， But，我只是说说，我不⼲苦⼒活。”
物理层：“楼上的⼤爷们发话了，兄弟们上。”

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