网络协议栈基本概念共29页
网络协议栈基本概念共31页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
网络协议栈基本概念
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 Байду номын сангаас示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
wifi协议栈
wifi协议栈WiFi协议栈。
WiFi协议栈是指无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）中的通信协议栈，它是实现无线网络通信的关键组成部分。
WiFi协议栈通常包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等多个层次，每个层次都有自己的功能和特点，协同工作以实现高效的无线网络通信。
物理层是WiFi协议栈的最底层，它负责无线信号的调制解调、频谱分配、传输功率控制等工作。
在物理层之上是数据链路层，它负责无线信号的编解码、帧同步、信道访问控制等工作。
网络层负责IP地址分配、路由选择、分组转发等工作，传输层负责可靠数据传输、拥塞控制、流量管理等工作，而应用层则负责具体的网络应用，如Web浏览、文件传输、视频流媒体等。
在WiFi协议栈中，不同层次之间通过接口进行交互，每个层次只关注自己的功能，通过协同工作实现端到端的无线通信。
物理层负责将数字信号转换为模拟信号，并通过天线发送出去，接收端则将接收到的模拟信号转换为数字信号，交给数据链路层进行处理。
数据链路层负责将数据帧发送到正确的接收端，并进行差错检测和纠正，确保数据的可靠传输。
网络层负责将数据包发送到目标IP地址，并选择合适的路由进行转发，传输层负责建立端到端的数据传输连接，并确保数据的可靠传输。
应用层负责具体的网络应用，如Web浏览器将HTTP请求发送到服务器并接收响应，文件传输应用将文件发送到目标主机，视频流媒体应用将视频流发送到接收端等。
WiFi协议栈的设计旨在实现高效的无线网络通信，提高数据传输速率，降低传输延迟，提升网络吞吐量。
为了实现这一目标，WiFi协议栈采用了一系列技术，如信道复用技术、自适应调制技术、分组转发技术、拥塞控制技术等。
这些技术在不同层次上发挥作用，共同构成了高效的无线网络通信系统。
总的来说，WiFi协议栈是实现无线网络通信的关键技术之一，它通过多层次的协同工作，实现了高效的数据传输和网络应用。
TCPIP协议栈剖析PPT课件
4 应用层 SMTP ，FTP
SNMP，DNS
3 传输层 TCP
UDP
2 互连网层
ARP
IP RARP RIP ICMP
1 网络接口层 ARPAnet，ETHERnet，ATM，FDDI
第2页/共68页
7.1 IP协议概述
• TCP/IP最大的优势之一是其可路由性，也就意味着它可以携带被路由器识别的网络编址信息。 • IP协议是一种不可靠的、无连接的协议，即意味着它不保证数据的可靠传输。TCP/IP协议群中更高层协议
• 协议：标识传输层协议类型（TCP或UDP）。 • 报头校验和：决定IP报头是否已被破坏。
第8页/共68页
7.2 IP数据报格式
• 源IP地址：标识源节点的完整的IP地址。 • 目标IP地址：标识目标节点的完整的IP地址。 • 可选项：可以包含可选的路由和实时信息。 • 填充位：包含填充信息以确保报头是32位的倍数，该域的大小可变。 • 数据：包括了由源节点发送的原始数据,外加传输层信息
• 头长度（IHL）：该域的重要性在于它向接收方指出了数据从何处开始（在报头结束之后立即开始）。 总长度：标识数据报的总长度，其包括报头和数据长度。
• 服务类型（ToS ）：指定了数据报的速度、优先权或可靠性。
第6页/共68页
7.2 IP数据报格式
• 标识号：标识一个数据报所属的消息，以使得接收节点可以重组被分断或分段的消息。该域和下面两 个域，即标识符和段偏移量，在数据报的分段和重组过程中起作用。
第33页/共68页
• 2.主机寻址规则 A、主机标识在同一网络内必须是唯一的。 B、主机标识的各个位不能都为“1”，如果所有位都为“1”，则该机地址是广播地址，而非主机的地址。 C、主机标识的各个位不能都为“0”，如果各个位都为“0”，则表示“只有这个网络”，而这个网络上没 有任何主机。
第一章：网络协议基本概念
TCP/UDP
网络层
数据链路层 物理层
IP
ICMP
ARP/RARP
Ethernet、802.3、PPP、 HDLC、FR、etc
接口和线缆
二进制数据流传输
什么是TCP/IP参考模型？
TCP/IP协议和OSI参考模型对应关系：
• TCP/IP协议栈具有简单分层设计，与OSI参考模型有清晰对应关系。
OSI参考模型
互联网的运行机制是怎样的？
什么是IPv4协议？ 为什么IPv4地址非常紧缺？ IPv4如何解决地址紧缺问题？这些解决方案有什么局限性？
什么是TCP/IP参考模型？
TCP/IP简介：
相对于OSI，TCP/IP参考模型是当前的工业标准或事实的标准，是在1974年由Kahn 提出的。它分为四个层次：应用层（与OSI的应用层对应）、传输层（与OSI的传输 层对应）、互联网层（与OSI的网络层对应）、主机-网络层（与OSI的数据链路层 和物理层对应）。与OSI模型相比，TCP/IP参考模型中不存在会话层和表示层；传 输层除支持面向连接通信外，还增加了对无连接通信的支持；以包交换为基础的无 连接互联网络层代替了主要面向连接、同时也支持无连接的OSI网络层，称为互联 网层；数据链路层和物理层大大简化为主机-网络层，除了指出主机必须使用能发 送IP包的协议外不作其他规定。 互联网层定义了正式的分组格式和相应的协议，即IP协议（Internet Protocol），
第一章：基本概念
产品部测试中心 黄铧焕 2005年8月
汇报提纲
什么是网络协议？ 什么是OSI参考模型？ 什么是TCP/IP参考模型？ 什么是IP？什么是IP地址？
互联网的运行机制是怎样的？
操作系统中的网络协议栈与网络通信
操作系统中的网络协议栈与网络通信在当今数字化时代，网络通信已成为人们生活中不可或缺的一部分。
而在计算机中，操作系统的网络协议栈扮演着至关重要的角色，它负责管理和协调计算机与外部网络之间的通信。
本文将深入探讨操作系统中的网络协议栈以及网络通信的原理和机制。
一、操作系统中的网络协议栈网络协议栈是指计算机操作系统内一组相互关联的协议层，用于实现计算机与网络之间的通信。
常见的网络协议栈包括TCP/IP协议栈和OSI参考模型等。
1. TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈是当前互联网中最常用的网络协议栈。
它由四个层次组成，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
每层都有特定的功能和协议。
- 网络接口层：负责将数据包在物理链路上传输，包括以太网、WiFi等。
常用协议有ARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）。
- 网络层：负责将数据包从源主机传输到目标主机，包括IP （Internet协议）和ICMP（Internet控制消息协议）等。
- 传输层：提供端到端的数据传输，包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）等。
- 应用层：为用户提供各种网络应用服务，如HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）等。
2. OSI参考模型OSI参考模型是一种理论模型，由国际标准化组织提出。
它将网络通信分为七个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
- 物理层：负责传输比特流，包括电压、电平等物理特性。
- 数据链路层：负责将数据帧传输到物理链路上，并进行错误检测和纠正。
- 网络层：负责将数据包从源主机传输到目标主机，实现路由和转发功能。
- 传输层：提供可靠的端到端数据传输，包括TCP和UDP等协议。
- 会话层：建立、管理和终止应用程序之间的会话。
- 表示层：负责数据的格式化、加密和解密。
- 应用层：为用户提供网络应用服务，如电子邮件、文件传输等。
二、网络通信的原理和机制网络通信是指不同计算机之间通过网络进行数据交换和传输的过程。
TCPIP网络协议栈介绍
Reverse Address Resolution Protocol (RARP)
• OSI 网络层对应的是TCP/IP的internet层
IP 数据
B1it 0
Bit 15 Bit 16
Version Header Priority & Type (4) Length (4) of Service (8)
Bit 31
Source port (16)
Destination port (16)
Sequence number (32) Acknowledgement number (32)
Header length (4)
Reserved
(6)
Code
bits
(6)
Window (16)
Checksum (16)
确认号
…
#
#
我发送 #10.
Source Dest. Seq. Ack. 1028 23 10 1
TCP 顺序号和确认号
源端口 目标端口
顺序号 #
我发送 #10.
Source Dest. Seq. Ack. 1028 23 10 1
确认号 #
…
我已收到 #10, 现在我需要 #11.
Source Dest. Seq. Ack. 23 1028 1 11
网络管理 - SNMP *
名称管理 - DNS*
* 路由器使用
主机到主机层概述
应用层 主机到主机层
Internet层
网络接入层
Transmission Control
Protocol (TCP)
操作系统中的网络协议栈及其实现
操作系统中的网络协议栈及其实现在当今的数字化时代，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
作为连接互联网的重要中介，操作系统扮演着一个重要的角色。
操作系统中的网络协议栈是实现网络通信的核心组件，本文将对操作系统中的网络协议栈及其实现进行探讨。
一、网络协议栈的作用和基本原理操作系统中的网络协议栈是一系列网络协议的集合，用于实现数据在网络中的传输和通信。
它通过网络接口设备与物理网络相连，负责数据封装、分组、路由和传输等一系列工作。
网络协议栈按照分层结构组织，通常包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等不同的层次。
1. 物理层物理层是网络协议栈的最底层，负责将数字数据转换为物理信号，并通过物理介质进行传输。
它关注的是物理连接、电气特性和传输速率等问题。
2. 数据链路层数据链路层建立在物理层之上，负责将数据分组组装为数据帧，并通过物理介质传输。
它包括逻辑链路控制、介质访问控制和数据帧的错误检测和纠正等功能。
3. 网络层网络层负责数据在网络中的路由选择和传输控制。
它提供了网络互联和数据包交换的功能，具有IP地址分配、路由表维护等重要功能。
4. 传输层传输层为应用程序提供了端到端的可靠通信服务。
它通过端口号标识应用程序，负责数据的分段、重组和流控制等工作。
5. 应用层应用层是网络协议栈的最高层，提供了各种网络应用程序的接口和服务。
它包括HTTP、FTP、DNS等协议，用于实现电子邮件、文件传输、域名解析等功能。
二、网络协议栈的实现方式操作系统中的网络协议栈可以通过不同的实现方式来实现，下面介绍两种常用的实现方式。
1. 单内核实现方式单内核实现方式是指将网络协议栈的各个层次直接嵌入到操作系统的内核中。
这种实现方式的优点是效率高，因为各个层次之间可以直接进行函数调用。
然而，缺点是网络协议栈与操作系统内核紧密耦合，不够灵活，对于协议的更新和扩展需要修改内核代码。
2. 用户态协议栈实现方式用户态协议栈实现方式是指将网络协议栈的各个层次实现为用户态的进程或线程。
协议栈
简介
协议栈（英语：Protocol stack），又称协议堆叠，是计算机网络协议套件的一个具体的软件实现。协议套 件中的一个协议通常是只为一个目的而设计的，这样可以使得设计更容易。因为每个协议模块通常都要和上下两 个其他协议模块通信，它们通常可以想象成是协议栈中的层。最低级的协议总是描述与硬件的物理交互。每个高 级的层次增加更多的特性。用户应用程序只是处理最上层的协议。（参见OSI模型）
协议栈
计算机网络协议套件的具体的软件实现
01 简介Leabharlann 目录02 通用描述
协议栈（英语：Protocol stack），又称协议堆叠，是计算机网络协议套件的一个具体的软件实现。协议套 件中的一个协议通常是只为一个目的而设计的，这样可以使得设计更容易。因为每个协议模块通常都要和上下两 个其他协议模块通信，它们通常可以想象成是协议栈中的层。最低级的协议总是描述与硬件的物理交互。每个高 级的层次增加更多的特性。用户应用程序只是处理最上层的协议。（参见OSI模型）
在实际中，协议栈通常分为三个主要部分：媒体，传输和应用。一个特定的操作系统或平台往往有两个定义 良好的软件接口：一个在媒体层与传输层之间，另一个在传输层和应用程序之间。
媒体到传输接口定义了传输协议的软件怎样使用特定的媒体和硬件（“驱动程序”）。例如，此接口定义的 TCP/IP传输软件怎么与以太网硬件对话。这些接口的例子包括Windows和DOS环境下的ODI和NDIS。
应用到传输接口定义了应用程序如何利用传输层。例如，此接口定义一个网页浏览器程序怎样和TCP/IP传输 软件对话。这些接口的例子包括Unix世界中的伯克利套接字和微软的Winsock。
通用描述
想象一下，3台电脑： A,B,C。A和B都有无线电设备，并可以通过合适的网络协议（如IEEE 802.11）通信。 C和B通过电缆连接来交换数据（例如以太网。但是，不能用这两项协议直接在A和C之间传输信息，因为这些电脑 在概念上是连接在不同的网络上的。因此，需要一个跨网络协议来连接它们。