导图社区 计算机网络协议
计算机网络协议的思维导图，介绍了数据链路层、网络层、传输层、应用层的内容，希望这份脑图会对你有所帮助。
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协议
物理层
数据链路层
自动重传请求ARQ
停止—等待协议
发送窗口大小1
后退N帧协议GBN
发送窗口大小（2∧n）-1
选择重传协议SR
接收窗口尺寸+发送窗口尺寸≤2∧n 发送窗口大小（2∧（n-1））
随机访问介质访问控制
介质访问控制子层(MAC)
MAC地址长6字节，48位
高24位厂商代码，低24位厂商自行分配的网卡序列号，出厂确定，全球唯一
MAC帧
以太网MAC帧
首662，尾4
以太网帧最短64字节，所以数据为46～150字节
支持VLAN首部会加4字节
802.11局域网的MAC帧
首2266626，尾4 首部为30字节
ALOHA协议 不听就说
纯ALOHA协议
时隙ALOHA协议
CSMA协议（载波监听多路访问） 先听再说
1-坚持CSMA
非坚持CSMA
P-坚持CSMA
CSMA/CD协议（载波监听多路访问/碰撞检测）
先听再发，边听边发，冲突停发，随机重发
最短帧长（总线传播时延X数据传输速率X2）以太网为64B
令牌传递协议，轮询访问
广域网
点对点PPP协议
面向字节，串行线路
组成：链路控制协议LCP(身份验证)， 网络控制协议NCP(允许同时采用多个网络层协议，一个网络层对应一个NCP，为网络层建立和配置逻辑连接) 一个将IP封装到串行链路的方法(IP数据报就是PPP协议的数据部分，这个信息的长度受最大传输单元(MTU)的限制
首1112，尾21 首部7EFF０3
HDLC协议
面向比特
网络层
路由算法
距离-向量路由算法（RIP算法，采用跳数作为距离的度量）
链路状态路由算法（OSPF算法，每个节点都具有完全的网络拓扑信息）为邻居提供自己到网络中的其他节点的最低费用
层次路由
内部网关协议IGP 自治系统内部使用的协议
RIP
当跳数为16时，网络不可达
＜目的网络，距离d，下一跳路由器地址X＞
仅和相邻路由交换信息，交换的信息为自己的全部路由表，每30秒广播一次，路由更新，180秒没收到相邻路由器，设为不可达
坏消息传的慢
应用层协议，使用UDP传输数据端口520
OSPF 会再划分区域 适用于规模大的自治系统
使用洪泛法(类似广播)，只有链路发生变化时，才会向所以路由器发送此信息
多路径间的负载平衡
网络层协议，直接使用IP数据报
外部网关协议EGP 自治系统之间的协议
边界网关协议BGP
路径向量路由选择协议
应用层协议，基于TCP的
IP协议
IPV4
首部20B 1总8片首4 最大传输单元MTU 15000B 分片时必须必须必须是8的倍数😬，只有最后一个分片才可能不是8的倍数
A类0 B类10 C类110 D类1110 E类1111
主机号全0 本网络本身
主机号全1 本网络的广播地址
01111111 环回自检 作为目的地址永远不会出现在网络上
0.0.0.0 本网络上的本主机
255.255.255.255 整个TCP/IP网络的广播地址（受限广播地址）路由表不转发
D类地址+IGMP协议 IP组播
一台主机有俩个或俩个以上的IP地址，说明这台主机属于俩个及俩个以上的逻辑网络， 同一时刻一个合法的IP地址只能分配给一台主机，否则IP地址冲突
网络地址转化NAT
A类 1个 10.0.0.0～10.255.255.255
B类 16个 172.16.0.0～172.31.255.255
C类 256个 192.168.0.0～192.168.255.255
私有IP，只能用于LAN，不能用于WAN，需要通过网关把私有转化为全球IP
无分类编址CIDR
最长前缀匹配
路由聚合
IPV6
从32位扩展到128位，从4B特扩展到16B
单播，多播，任播(IPv6增加的)
从IPv4到IPv6俩种方法：双协议栈，隧道技术
地址解析协议ARP
每台主机都设有ARP高速缓冲，用来存放本局域网上各主机和路由器的IP地址到MAC地址的映射
工作在网络层
A-B发数据，看ARP表
有 查出对应的硬件地址，写入MAC地址，通过局域网发送到该MAC地址
没有 目的MAC地址设置为FF-FF-FF-FF-FF-FF，广播ARP请求分组，局域网所以主机都会收到 B响应，单播发送ARP，A收到后写入自己的ARP
动态主机配置协议DHCP
应用层协议，基于UDP（因为启动时不知道IP地址，建立不了链接）
使用客户/服务器模式，需要IP地址的主机在启动时就向DHCP服务器广播发送发现报文，使该主机成为DHCP客户
允许网络中有多个DHCP服务器，客户机会收到多个回应，但只会挑选最先到达的
网际控制报文协议ICMP
网络层协议
ICMP差错报文
终点不可达（无法交付）源点抑制（拥塞） 时间超时（TTL为0）参数问题（首部有问题） 改变路由或叫路由重定向（有更好的路径）
ICMP询问报文
回送请求和回答报文 （PING使用） 时间戳请求和回答报文 地址掩码请求和回答报文 路由询问和通告报文
IP组播
使用D类地址格式
不提供可靠交付，基于UDP以太网组播地址范围为01-00-5E-00-00-00到01-00-5E-7F-FF-FF-FF 只有23位用作组播
IGMP与组播路由算法
应用层
域名系统DNS
基于UDP的
端口号53
根域名服务器，顶级域名服务器，授权域名服务器(权限域名服务器，本地域名服务器)
递归查询
主机—本地—根—顶级—权限
递归迭代相结合的查询
主机—本地，本地按根，顶级，权限的顺序查询
文件传送协议FTP
基于TCP，端口号21(控制连接)，20(服务连接)
控制连接全程打开，数据连接传输文件打开
电子邮件
多用途网际邮件扩充MIME
简单邮件传输协议SMTP
用TCP连接，端口号25
客户/服务器模式
采用推的方式，用户把文件推入服务器
POP3
用TCP，端口号为110
采用拉的方式，用户把文件读取
万维网
端口号80
统一资源定位符URL
＜协议＞：//＜主机＞：＜端口＞/＜路径＞
超文本传输协议HTTP
面向事物的应用层协议，使用TCP作为传输层协议，它本身无连接
请求报文
GET(请求读取由URL标识的信息)
HEAD(请求读取由URL标识的信息首部)
POST(给服务器添加信息)
CONNECT(用于代理服务器)
响应报文
超文本标记语言HTML
传输层
UDP无连接服务
首部8B 面向报文(报文是UDP数据报处理的最小单位)
多路复用和对数据的错误检查
支持1对多，多对1，1对1，多对多
计算校验和时，在数据报前加入虚拟的12B伪首部，会检查首部和数据部分 数据部分不为偶数个字节，末尾填0
用于小文件传送协议TFTP，SNMP，实时传输协议RTP，域名系统DNS
TCP面向连接服务
首部为20B，数据单元为报文段，面向字节流 默认为累积确认
不提供广播和组播
建立连接，三次握手🤝
1.客——＞服 SYN同步位=1，初始序号seq=x
2.服——＞客 同步位SYN=1，确认位ACK=1，初始序号seq=y，确认号ack=x+1 (服务器此时易受SYN洪泛攻击)
3.客——＞服 确认位ACK=1，序号seq=x+1，确认号ack=y+1
释放连接，四次握手🤝
1.客——＞服 终止位FIN=1，序号seq=u(为前面传输过的最后一个字节的序号+1)
2.服——＞客 确认位ACK=1，序号seq=v，确认号ack=u+1
3.服——＞客 终止位FIN=1，序号seq=w，确认号ack=u+1
4.客——＞服， ACK=1，seq=u+1，ack=w+1
用于文件传输协议FTP，超文本传输协议HTTP，远程登录TELNET
信道最大利用率=(发送数据帧的时间)/(传输周期)
发送数据帧长的时间=信道的发送时延*帧数
传输周期=信道发送时延+RTT+确认时延(看确认帧是否是捎带确认，如果是则加上，反之不加)
