1、第五講 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,主要內(nèi)容 一、TCP/IP協(xié)議組 鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層 二、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 WWW,TCP/IP協(xié)議組,TCP/IP分層模型 TCP/IP可以分為四層：,源主機(jī)：在應(yīng)用層生成要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)-加上TCP層頭-加上IP層頭-加上鏈路層頭 傳輸數(shù)據(jù)包到目的主機(jī) 目的主機(jī)：去掉鏈路層頭-去掉IP層頭-去掉TCP層頭-還原得到應(yīng)用層數(shù)據(jù),應(yīng)用層：在應(yīng)用層中起作用的是基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序，這些程序連接到遠(yuǎn)程主機(jī)并于遠(yuǎn)程主機(jī)通訊。比如IE瀏覽器，它連接遠(yuǎn)程WWW服務(wù)器，并和它通訊，取回請(qǐng)求的文檔。再如WWW服務(wù)器，響應(yīng)客戶請(qǐng)求并傳給所請(qǐng)求的頁(yè)面。 傳輸層： 傳輸層使用端口(por

2、t)來(lái)提供主機(jī)間不同應(yīng)用的通訊。每臺(tái)主機(jī)可以有很多服務(wù)，每個(gè)服務(wù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)端口。比如WWW服務(wù)對(duì)應(yīng)于80端口，POP3服務(wù)對(duì)應(yīng)于110端口。假如我們?cè)L問(wèn)某主機(jī)的80端口，就等于是在訪問(wèn)它的WWW服務(wù)。端口是一個(gè)065535間的一個(gè)整數(shù)，其中01023被保留用于大家熟知的服務(wù)，比如WWW的80。 傳輸層可以有兩種協(xié)議，TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，都是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸控制的協(xié)議： TCP(Transmit Control Protocol)叫傳輸控制協(xié)議，是基于連接的協(xié)議，它的通訊過(guò)程有三步：握手建立連接、通訊、斷開(kāi)連接。它負(fù)責(zé)握手過(guò)程、報(bào)文管理、流量控制、錯(cuò)誤檢測(cè)和處理。它提供可靠的報(bào)文流傳輸和對(duì)上層應(yīng)

3、用的連接服務(wù)，能夠按需重傳報(bào)文。 象WWW、FTP、TELNET、SMTP、POP3都是使用的TCP協(xié)議。,TCP頭結(jié)構(gòu)： 1 16 32,UDP協(xié)議：它提供傳輸層的無(wú)保證的信息傳輸，是一種無(wú)連接的協(xié)議，它只用一點(diǎn)開(kāi)銷就可以把信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程主機(jī)。由于它沒(méi)有保證目的主機(jī)成功地接收到數(shù)據(jù)的機(jī)制，所以任何使用UDP協(xié)議作為它的傳輸機(jī)制的應(yīng)用程序都必須包含下列服務(wù)：丟失數(shù)據(jù)的重新發(fā)送、大的數(shù)據(jù)流的分段和重組、流控制、擁擠地避免。 盡管UDP存在缺點(diǎn)，但也有優(yōu)點(diǎn)，它能提供像多點(diǎn)播送和廣播等在TCP中沒(méi)有地服務(wù)。由于UDP地開(kāi)銷小，所以在網(wǎng)絡(luò)條件好地局域網(wǎng)內(nèi)使用UDP能產(chǎn)生更少地通信量。像很多路由器和交換

4、機(jī)在升級(jí)里面地軟件時(shí)使用地TFTP協(xié)議，就利用地UDP協(xié)議（一般是拿一臺(tái)計(jì)算機(jī)做TFTP服務(wù)器，然后將軟件以TFTP方式下載到設(shè)備上），DNS、NFS也使用UDP協(xié)議。使用UDP通訊，不需要建立會(huì)話，直接發(fā)送。,網(wǎng)絡(luò)層：提供TCP/IP通訊中尋址、打包和路由選擇功能。網(wǎng)絡(luò)層中有很多協(xié)議，如IP(Internet Protocol)、ICMP(Internet Control Message Protocol)、RIP(Routing Information Protocol)、OSPF(Open shortest Path First)等。 IP協(xié)議：IP協(xié)議提供主機(jī)的邏輯地址，就是IP地址。

5、IP協(xié)議是無(wú)連接的。IP協(xié)議負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)送到目的主機(jī)。首先將目的IP與自己的IP比較，看是否在同一網(wǎng)段，如果是則直接傳輸，否則送到路由器（網(wǎng)關(guān)），由它代發(fā)。返回?cái)?shù)據(jù)也是先發(fā)給網(wǎng)關(guān)，再發(fā)給源主機(jī)。 IP頭結(jié)構(gòu)： 1 16 32,ICMP協(xié)議：ping用的是ICMP協(xié)議。,鏈路層：數(shù)據(jù)要發(fā)到目的主機(jī)，最終都是通過(guò)鏈路層發(fā)送出去的。在同一網(wǎng)段，通訊通過(guò)物理地址即MAC地址來(lái)定位，每塊網(wǎng)卡有唯一的MAC地址（由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠寫(xiě)到網(wǎng)卡里）。在IP層的時(shí)候，判斷目標(biāo)主機(jī)的IP和源主機(jī)的IP在一個(gè)網(wǎng)段，然后通過(guò)ARP協(xié)議獲得目標(biāo)主機(jī)MAC地址，然后通訊。 以太網(wǎng)協(xié)議工作在鏈路層。最后通訊的時(shí)候用的是以太網(wǎng)協(xié)議。我

6、們現(xiàn)在的校園網(wǎng)是千兆以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)(100M)、以太網(wǎng)混合。 以太網(wǎng)定義時(shí)使用的傳輸介質(zhì)是同軸電纜。,以太網(wǎng)采用廣播機(jī)制，所有與網(wǎng)絡(luò)連接的工作站都可以看到網(wǎng)絡(luò)上傳遞的數(shù)據(jù)。通過(guò)查看包含在幀中的目標(biāo)地址，確定進(jìn)行接收或放棄。如果證明數(shù)據(jù)確實(shí)是發(fā)給自己的，工作站將會(huì)接收數(shù)據(jù)并傳遞給高層協(xié)議進(jìn)行處理。,以太網(wǎng)采用載波偵聽(tīng)多路復(fù)用/沖突檢測(cè) （CSMA/CD）機(jī)制，一臺(tái)主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)，要經(jīng)歷以下幾步：1.傳輸前偵聽(tīng)；2.如果電纜忙則等待；3.傳輸并檢測(cè)沖突；4.如果沖突發(fā)生，重傳前等待；5.重傳或放棄。,可以將HUB看作一段很短的電纜，下面的主機(jī)都接在這段電纜上，成為一個(gè)沖突域。由CSMA/CD機(jī)

7、制可以看出，HUB下主機(jī)越多，沖突越多，效率越低。 如果中繼的HUB太多或網(wǎng)絡(luò)線太長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的碰撞，降低網(wǎng)絡(luò)效率。 如果雙絞線質(zhì)量不好或太長(zhǎng)（超過(guò)100M）或有其他故障，會(huì)產(chǎn)生很多碰撞，降低網(wǎng)絡(luò)效率。,一個(gè)具體的packet的頭信息的分析,tcp:88:2589-10:80,size:361 MAC層頭信息 00|10|5c|ab|30|32| 00|10|a4|c3|7b|af| 08|00| 目標(biāo)主機(jī)MAC地址 源主機(jī)MAC地址 0800是 IP協(xié)議，0806是ARP協(xié)議 IP層頭信息 4 5|00|01|69|9b|56|40|00|

8、80|06|a8|ea|ca| 75| 90| 58 |ca| 75| 90 |0a| 版本號(hào) tcp協(xié)議 202 117 144 88 202 117 144 10 01：ICMP協(xié)議；06：TCP協(xié)議；11：UDP協(xié)議 TCP頭信息 0a|1d|00|50|41|2f|50|73|50|d6|0a|4b|50|18|44|70|bc|d9|00|00| 2589 80 應(yīng)用層數(shù)據(jù) 47|45|54|20| 2f|20|48|54|54|50|2f|31|2e|31|0d|0a|41|63|63|65|70|74|3a|20|2a|2f| G E T 空格 / H T T P / 1 . 1

9、 換行 A c c e p t : * / 2a|0d|0a|52|65|66|65|72|65|72|3a|20|68|74|74|70|3a|2f|2f|77| * 換行 R e f e r e r : h t t p : / / w,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,World Wide Web-HTTP協(xié)議 Web服務(wù)器與瀏覽器：Web服務(wù)器是Web內(nèi)容的提供者。它響應(yīng)客戶端（瀏覽器）的請(qǐng)求，并向客戶端提供某種形式的數(shù)據(jù)。通常這些數(shù)據(jù)采用超文本標(biāo)記語(yǔ)言(HTML)，也可以提供其他形式的數(shù)據(jù)，如：圖象、聲音、視頻、應(yīng)用程序等。WEB瀏覽器是WEB的客戶端，功能包括與WEB服務(wù)器建立通訊所需的軟件及轉(zhuǎn)換、顯示重現(xiàn)

10、從服務(wù)器方返回的數(shù)據(jù)。 主流的WEB服務(wù)器： Apache Windows、Unix 、Linux IIS(Internet Information Server)/PWS Windows iPlanet(Netscape Enterprise Server) Unix 主流的WEB瀏覽器 Microsoft Internet explore Netscape Navigator Opera 瀏覽器從服務(wù)器獲得數(shù)據(jù)，如果某個(gè)數(shù)據(jù)類型瀏覽器目前不能再現(xiàn)，有兩種處理辦法：一種是要求下載插件，比如第一次看中文繁體網(wǎng)頁(yè)，可能要求下載繁體顯示插件，如果第一次看包

11、含F(xiàn)LASH的網(wǎng)頁(yè)，也會(huì)下載插件；第二種是提示把文件保存或執(zhí)行，這種情況一般是點(diǎn)擊文件連接，但這種文件瀏覽器不能直接打開(kāi)，比如ZIP文件。WEB方式下載軟件就是這種情況。,URL 同一資源定位器（符） Uniform Resource Location 瀏覽器向服務(wù)器請(qǐng)求信息關(guān)鍵在于了解WEB服務(wù)器和客戶端如何定位服務(wù)器和文件的位置，我們使用URL標(biāo)識(shí)WEB頁(yè)和其他資源。 例： 協(xié)議 服務(wù)器名.域 目錄 文件 表明用http協(xié)議請(qǐng)求服務(wù)器主目錄下news目錄下guobao.htm文件 其他常見(jiàn)的協(xié)議有：ftp:/, telnet:/, news:/, mailto:/ HTTP通信示例 htt

12、p/1.1 1、請(qǐng)求 客戶請(qǐng)求包含以下信息：請(qǐng)求方法、請(qǐng)求頭、請(qǐng)求數(shù)據(jù)，所有請(qǐng)求以空行結(jié)束 如在瀏覽器請(qǐng)求文檔： GET /index.html HTTP/1.1 Accept:text/plain Accept:text/html User-agent:Mozilla/4.5(winNT) (空行) 瀏覽器使用GET方法請(qǐng)求文檔/index.html。瀏覽器聲明它只接受純文本和HTML數(shù)據(jù)，它使用的是Mozilla/4.5(Netscape)瀏覽器?？蛻魴C(jī)操作系統(tǒng)是WinNT。 這些請(qǐng)求信息都是以明文發(fā)送到服務(wù)器的，響應(yīng)也是明文。也有使用SSL加密傳輸?shù)摹?2、響應(yīng) 服務(wù)器響應(yīng)應(yīng)包括以下關(guān)鍵部分：狀態(tài)碼、響應(yīng)頭（頭信息以空行結(jié)束）、響應(yīng)數(shù)據(jù)。 例： HTTP/1.1 200 OK Date Wed,10 OCT 2001 12:18:03 GMT Server:Apache/1.3.20(Unix) PHP/4.0.5 MIME-version:1.0 Content-type:text/html