常用通信协议介绍

6.10.1
DNS域名系统
DNS域名系统: 分级 基于域的命名机制 分布式命名数据库系统 DNS将整个Internet视为一个域名空间（Name Space）。在DNS中，一个域代表 该网络中要命名资源的集合。这些资源通常代表工作站、PC机、路由器等，但理论上 可以标识任何东西。 域名服务器负责管理存放主机名和IP地址的数据库文件，以及域中的主机名和 IP地址映射。域名服务器分布在不同的地方，它们之间通过特定的方式进行联络，这 样可以保证用户可以通过本地的域名服务器查找到Internet上所有的域名信息。 所有域名服务器中的数据库文件中的主机和 IP地址的集合组成DNS域名空间。
数据(Data)：上层协议数据
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6.10 DNS域名服务
域名服务DNS（Domain Name System）是Internet上最重要的服务，没有它，其 他服务无法进行。DNS域名系统就是一种帮助人们在Internet上用名字来唯一标识自 己的计算机，并保证主机名和IP地址一一对应的网络服务。
3.1网络体系结构
网络体系结构发展的背景——网络的状况
多种通信媒介——有线、无线。。。
不同种类的设备——通用、专用。。。 不同的操作系统——Unix、Windows 。。。 不同的应用环境——固定、移动。。。 不同种类业务——分时、交互、实时。。。
宝贵的投资和积累——有形、无形。。。
用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏 它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。
就像编程时把问题分解为很多小的模块来解决一样。
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层次结构方法要解决的问题 1.网络应该具有哪些层次？每一层的 功能是什么？（分层与功能） 2.各层之间的关系是怎样的？它们如 何进行交互？（服务与接口） 3.通信双方的数据传输要遵循哪些规 则？（协议）
层次结构方法包括三个内容：分层及每层功能，服务 与层间接口，协议。
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网络异质性问题的解决
网络体系结构就是使这些用不同媒介连接起来 的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现 互操作性，并满足各种业务的需求的一种粘合剂， 它营造了一种“生存空间”——任何厂商的任何 产品、以及任何技术只要遵守这个空间的行为规 则，就能够在其中生存并发展。 网络体系结构解决异质性问题采用的是分层方 法。——把复杂的网络互联问题划分为若干个较 小的、单一的问题，在不同层上予以解决。
Connectionless Service 邮政系统 动态分配资源 不能防止报文的丢失、损 坏、重复和失序 需要为每一个报文提供完 整的目的地址
电话系统 静态分配资源；传输 前需要建立连接 提供可靠的报文流服务
仅在连接阶段需要完整的 目的地址
适用场合
分类及示例
在一段时间内向同一目的地 发送大量报文; 实时性要求 少量零星报文
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网络体系结构的几个基本概念
协议：为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、 标准或约定。(=语义+语法+规则)
不同层具有各自不同的协议。
实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。 对等层：两个不同系统的同名层次。 对等实体：位于不同系统的同名层次中的两个实体。 协议作用在对等实体之间。
层次结构方法的优点
把网络操作分成复杂性较低的单元，结构清晰，易于 实现和维护 定义并提供了具有兼容性的标准接口 使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块
独立性强——上层只需了解下层通过层间接口提供什 么服务—黑箱方法
适应性强——只要服务和接口不变，层内实现方法可 任意改变 一个区域网络的变化不会影响另外一个区域的网络， 因此每个区域的网络可单独升级或改造
1.可靠消息流 - 文件传输 2.可靠字节流 - 远程登录 3.不可靠连接 - 数字化声音 1.数据报 - 广播/组播 2.可靠的数据报- 挂号邮件 3.请求应答 - 数据库查询
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2.6
TCP/IP参考模型
众所周知， ARPANET 是国际互联网的前身。它的主要目 的是为了应付战时的需要，希望一旦受到部分破坏，其他 部分仍然能够工作，当时已经实现了异种机互连，而且数 据传输方式也多种多样。最初，它的网络连接方式只有租 用线路一种，后来随着卫星等通信手段的加盟，最初的协 议出现了问题。因此，一种灵活的、可靠的、能够对异种 网络实现无缝连接的体系结构出现了，它就是 TCP/IP 参考 模型。如图 2-4 所示， TCP/IP 模型包含了一族网络协议， TCP和IP是其中最重要的两个协议。 TCP/IP 参考模型中的各个协议在 RFC 文档中都有详细的 定义。 RFC 的全称是 Internet Request For Comments ，主 要是关于国际互联网协议标准以及建议草案等的介绍，它 由两千多个较为独立的文档组成，目前数量还在不断增加 。这些文档有些是建议，有些是对早期文档的补充，有些 已经形成了标准。
接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的 操作及下层对上层的服务。
服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供 给其相邻上层。
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3.2开放系统互联参考模型（OSI/RM）
OSI参考模型将网络的不同功能划分为7层
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应用层Application
表示层Presentation 会话层session 传输层transport 网络层Network 数据链路层Data Link 物理层Physical
处理网络应用
数据表示
主机间通信 端到端的连接
5
4 3
寻址和最短路径
介质访问（接入） 二进制传输
2
1
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对等通信示例：中德教师之间的对话
中国 教师 翻译 秘书
“你好” “Hello”
对交谈内容的共识
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用英语对话
“Hallo” “Hello”
德国 教师 翻译 秘书
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使用传真通信
6.10.2 DNS域名空间
DNS的域名空间是由树状结构组织的分层域名组成的集合。 DNS域名空间树的最上面是一个无名的根（root）域，用“.”表示。这个域只是 用来定位的，并不包含任何信息。在根域之下就是顶级域名，目前包括下列域名： com，edu，gov，org，mil，net，arpa等等。所有的顶级域名都由InterNIC（ Internet网络信息中心）控制。下面表7-1是顶级域名的说明。

传输控制协议（Transport Control Protocol），简称TCP， 用户数据报协议（User Datagram Protocol），简称UDP，
TCP协议是可靠的、面向连接的协议。它用于包交换的计算机通信网络、互 连系统以及类似的网络上，保证通信主机之间有可靠的字节流传输。 UDP是一种不可靠的、无连接协议。它最大的优点是协议简单，额外开销小 ，效率较高；缺点是不保证正确传输，也不排除重复信息的发生。 UDP 不是面 向连接的。
需要可靠数据传输保证的应用应选用 TCP协议；相反，对数据精确度要求不 是太高，而对速度、效率要求很高的环境，如声音、视频的传输，应该选用 UDP 协议。
源端口(Source Port)：呼叫端口的编号
目的端口(Destination Port)：被叫端口的编号 顺序号(Sequence Number)：数据的第一个字节的顺序号 确认号(Acknowledgment Number)：所期待的下一段的顺序号 报头长度(HLEN)：以32字节为单位的报头的长度 保留域(Reserved)：设置为0 编码位(Code Bits)：用于控制段的传输（如会话的建立和中止） 包括：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN六个位 窗口大小(Window)：接收方能够继续接收的字节数 校验和(Checksum)：包括TCP报头和数据在内的校验和 紧急指针(Urgent Pointer)：当前顺序号到紧急数据位置的偏移量 选项(Option)：
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传输层提供了两种传输协议
应用层
面向连接的 ●TCP 无连接的 ●UDP
传输层
网际层
网络接口
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2.6.3
传输层 传输层（ Transport Layer ）的主要功能是负责端到端的对等实体 之间进行通信。
它与OSI参考模型的传输层功能类似，也对高层屏蔽了低层网络的实现细节 ，同时它真正实现了源主机到目的主机的端到端的通信。TCP/IP参考模型的传 输层完全是建立在包交换通信子网基础之上的。 TCP/IP的传输层定义了两个协议：
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TCP/IP与与应用层
应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网 络管理、Web浏览等应用。
文件传输 ●FTP、TFTP、NFS 电子邮件 ●SMTP、POP3 WWW应用 ●HTTP 远程登录 ●Telnet、rlogin 网络管理 ●SNMP 名字管理 ●DNS
以两个人打电话为例来说明协议的概念： 甲要打电话给乙，首先甲拨通乙的电话号码，对方电话振铃， 乙拿起电话，然后甲乙开始通话，通话完毕后，双方挂断电话。
在这个过程中，甲乙双方都遵守了打电话的协议。 其中，电话号码就是“语法”的一个例子，一般电话号码由五 到八位阿拉伯数字组成，如果是长途要加拨区号，国际长途还有国 家代码等等； 甲拨通乙的电话后，乙的电话振铃，振铃是一个信号，表示有 电话打进，乙选择接电话，讲话；这一系列的动作包括了控制信号 、响应动作、讲话内容等等，就是“语义”的例子； “时序”的概念更好理解，因为甲拨了电话，乙的电话才会响， 乙听到铃声后才会考虑要不要接，这一系列事件的因果关系十分明 确，不可能没有人拨乙的电话而乙的电话会响，也不可能在电话铃 没响的情况下，乙拿起电话却从话筒里传出甲的声音。
应用层
传输层 网际层 网络接口
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TCP/IP与传输层
传输层的两项主要功能：
流量控制：通过滑动窗口实现；
可靠传输：由序号和确认来实现。
传输层提供了TCP和UDP两种传输协议：
TCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解 为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段， 必要时重新发送没有收到的段。 UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认 ，因此它是“不可靠”的。
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若干重要概念 1、 协议 实现计算机网络资源共享、信息交换，各实体之间经 常要进行各种通信和对话。 为所欲为、各行其是，其结果肯定是乱作一团。 把国际互连网络叫做信息高速公路，要想在上面实现共 享资源、交换信息，必须遵循一些事先制定好的规则标准， 这就是协议。 协议就是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集 合。 协议有三个要素，即： 语义（Semantics）：“讲什么”；控制信息的内容，需要 做出的动作及响应； 语法（Syntax）： “怎么讲”；数据与控制信息的格式、 数据编码等 时序（Timing）： “序速控”；事件先后顺序和速度匹配
传真
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传真
物理通信线路
问题： 中国教师与德国教师之间、翻译之间，他们是在直接通信吗？ 翻译、秘书各向谁提供什么样的服务？
中德教师、翻译各使用谁提供的什么服务？
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面向连接服务与无连接服务
Connectiwk.baidu.comn Oriented Service
参考模式 特点 可靠性 对目的地址 的要求
DNS顶级域名
域名 含义
com edu gov mil net org arpa cn
商业组织，比如HP，Sun，IBM公司等 教育机构，比如U.C.Berkeley，Stanford University，MIT等 政府部门，比如 NASA，the National Science Foundation 军队组织，比如 the U.S Army 和 Navy 网络组织和ISP等 非商业组织 用于返向地址查询的 居于国家代码的域名，cn 表示“中国”
TCP/IP与OSI参考模型的对应关系
OSI参考模型
7 6 5 4 3 2 1
TCP/IP概念层次
应用层
表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 传输层 网际层 应用层
TCP/IP支持 所有的、标准 的物理和数据 链路协议
网络接口
Ethernet,802.3,802.5,FDDI 等等