IP協(xié)議
IP協(xié)議是不可靠、無鏈接的數(shù)據(jù)報傳輸服務(wù)
不可靠：它不能保證ip數(shù)據(jù)報能成功的到達目的地，如某個路由器暫時用完了緩沖區(qū)，ip有一個簡單的錯誤處理算法：丟棄該數(shù)據(jù)報，然后發(fā)送ICMP消息報給信源端。任何要求的可靠性必須由上層提供
無連接：ip并不維護任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)報的狀態(tài)信息。每個數(shù)據(jù)報的處理是相互獨立的。IP數(shù)據(jù)報可以不按發(fā)送順序接受。如果一信源向相同的信宿發(fā)送兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報都是獨立地進行路由選擇，可能選擇不同的路線，因此B可能在A到達之前先到達。
IP首部
4位版本號
4位首部長度：最大就是15個長度，長度的單位是字，每個字就是4個字節(jié)，即32位，所以最大不超過15*4=60字節(jié)
8位服務(wù)類型（TOS）：最后1位是沒有用的。前面3位是ip優(yōu)先級,然后4位，第一位被置為1，表示Ip需要的最小的延時，第二位置1,，標(biāo)志這個包需要最大吞吐量，第三位被置1，表示需要最高的可靠性，第四位被置1，表示需要最小的費用。
16位總長度（字節(jié)數(shù)）：2^16 = 65536，0～65535，這是65536個數(shù)字，一個整體的數(shù)據(jù)包，最大不可能超過65535字節(jié)。
16位標(biāo)識：每一個ip包都給它一個id。id的作用：ip包可能被分片，同一個包的分片的id都是相同的。
3個標(biāo)志位：只用了兩位，一位是df位，df位表示是否能分片，如果包的長度大于MTU，正常會被分片，但是如果df = 1，則會被直接丟棄，并發(fā)送一個ICMP報文，報告給PC丟包的原因。第二位是mf 用來標(biāo)識是否是最后一個分片，如果是1表示不是最后一個分片，如果為0表示是最后一個分片
13位片偏移：一個包分片之后，在接受的時候，利用片偏移將其重新組合。
8位生存時間（TTL）：過一跳路由器就-1，防止包在網(wǎng)絡(luò)中形成環(huán)路。如果TTL字段為0或1，就會發(fā)送一個ICMP超時報文給發(fā)送端
8位協(xié)議位：下一個是什么協(xié)議，比如下一個協(xié)議是TCP，則在第6的位置標(biāo)記為1
16為首部校驗和
32位源IP
32位目IP
選項：最長為40字節(jié)
ICMP
ICMP通常被認(rèn)為是IP層的一個組成部分，它傳遞差錯保溫以及其他需要注意的信息。ICMP報文通常被IP層或更高層協(xié)議使用，一些ICMP報文把差錯報文返回給用戶進程。
類型 + 代碼：80：請求回顯，00：回顯應(yīng)答
不產(chǎn)生ICMP差錯報文：
1. ICMP差錯報文（ICMP查詢報文可能會產(chǎn)生ICMP差錯報文）
2. 目的地址是廣播或者多播地址的IP數(shù)據(jù)報
3. 作為鏈路層廣播的數(shù)據(jù)報
4. 不是IP分片的第一片（因為只有第一片才有四層的端口號信息）
5. 源地址不是單個主機的數(shù)據(jù)報。這就是說，源地址不能是零地址、環(huán)回地址、廣播地址和組播地址。
為什么用Traceroute，而不用IP路徑記錄選項
1. 并不是所有的路由器都支持記錄路由選項，因此該選項在某些路徑上是不能使用的。
2. 記錄路由一般是單向選項。發(fā)送段設(shè)置了該選項，那么接收端不得不從收到的IP首部中提取出所有的信息，然后全部返回給發(fā)送端。
3. IP首部中留給選項中的空間有限，不能存放當(dāng)前大多數(shù)的路徑。
TCP鏈接
TCP面向鏈接意味著兩個使用TCP的應(yīng)用在彼此交換數(shù)據(jù)之前必須先建立一個TCP鏈接。在TCP鏈接中，僅有兩方進行彼此通信。
TCP可靠性：
1. 應(yīng)用數(shù)據(jù)被分割成TCP認(rèn)為最適合發(fā)送的數(shù)據(jù)塊
2. 當(dāng)TCP發(fā)送一個段后，它啟動一個定時器，等待目的端確認(rèn)收到這個報文段。如果 不能及時收到一個確認(rèn)，將重新發(fā)送這個報文。
3. 當(dāng)TCP收到發(fā)送TCP鏈接另一端的數(shù)據(jù)，它將發(fā)送一個確認(rèn)。這個確認(rèn)不是立即發(fā)送，通常將推遲幾分之一秒。
4. TCP將保持它首部和數(shù)據(jù)的校驗和。
5. 既然TCP報文段作為IP數(shù)據(jù)報來傳輸，而IP數(shù)據(jù)報的到達可能會失序，因此TCP報文段的到達也可能會失序。如果必要，TCP將對收到的數(shù)據(jù)進行重新排序，將收到的數(shù)據(jù)以正確的順序交給應(yīng)用層。
6. TCP提供流量控制。TCP鏈接的每一方都有固定大小的緩沖空間。TCP的接收端只允許另一端發(fā)送接收端緩沖區(qū)所能接納的數(shù)據(jù)。這將防止較快主句致使較慢主機的緩沖區(qū)溢出。
UDP的主要特點
1. UDP是無鏈接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立鏈接。
2. UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時不適用擁塞控制
3. UDP是面向報文的（TCP是面向字節(jié)流的）
4.? UDP支持一對一，一對多，多對以和多對多的交互通信。（TCP是一對一，并且提供全雙工通信）
5. UDP的首部開銷小，只有8個字節(jié)（TCP至少是24個字節(jié)）
TCP如何實現(xiàn)可靠性：
1. 以字節(jié)為單位的滑動窗口技術(shù)
A為發(fā)送端，B為接收端，A維護一個發(fā)送窗口和一個發(fā)送緩存，B維護一個接受窗口和一個接受緩存。處于發(fā)送窗口的數(shù)據(jù)可以發(fā)送數(shù)據(jù)，接受到接受方的確認(rèn)之后，確認(rèn)之前的數(shù)據(jù)可以從發(fā)送緩沖區(qū)中刪除，并且發(fā)送窗口移動到確認(rèn)的哪個序號上。（如果丟失了，接收端會選擇性確認(rèn)，讓發(fā)送端只發(fā)送一段數(shù)據(jù)）
2. 流量控制：
主要是通過接收端告訴發(fā)送端，接收窗口多大來實現(xiàn)的。接收端可以根據(jù)當(dāng)前自身的處理情況，來動態(tài)的調(diào)整接收窗口大小，并反饋給發(fā)送端，并且發(fā)送端通過此來動態(tài)的調(diào)整發(fā)送窗口的大小。
3. TCP擁塞控制（協(xié)調(diào)使用這個網(wǎng)絡(luò)資源的所有主機）
出現(xiàn)擁塞的條件：對資源需求的總和 > 可用資源
擁塞控制的四種算法：
假定：1. 數(shù)據(jù)單方向傳送的，而另一個方向只傳送確認(rèn)。2. 接收方總是有足夠大的緩存空間，因為發(fā)送窗口大小取決于擁塞程度。
慢開始：是一個指數(shù)增長的過程，起始的默認(rèn)值是一個報文段。經(jīng)過一個傳輸輪次之后，發(fā)送窗口大小就由1變?yōu)?……一直增大到慢開始門限
擁塞避免：加法增大，線性增加的過程。從慢開始門限開始，每次傳輸輪次只在上一次傳輸輪次上增加一個報文段。如果發(fā)送方在發(fā)送的時候，檢測到了網(wǎng)絡(luò)擁塞。則又從慢開始開始。
慢開始：這次慢開始的門限值為剛剛擁塞避免值的1/2。然后再進行擁塞避免。
快重傳：慢開始到擁塞避免，如果收到三個重復(fù)確認(rèn)就執(zhí)行重傳算法。
快恢復(fù)：此時不用降到慢開始的起始值1，而是直接降到擁塞避免最大值的1/2。然后進行線性增長。
流量控制和TCP擁塞控制的區(qū)別：
流量控制是端到端的，擁塞控制。擁塞控制是多對一的，比如接受主機察覺到了網(wǎng)絡(luò)擁塞，但是它并不能明確到底是哪個發(fā)送速率過快，或者發(fā)送數(shù)據(jù)過多所造成的。
中繼器和集線器
中繼器（再生數(shù)字信號）
誕生原因是由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度到一定程度時將造成信號失真，因此會導(dǎo)致接受錯誤。中繼器的功能就是對信號進行再生和還原，對衰減的信號進行放大，保持與源數(shù)據(jù)相同，以增加信號的傳輸距離，延長網(wǎng)絡(luò)的長度。
集線器：多口的中繼器（鏈接到集線器的主機平分帶寬）
對信號進行放大轉(zhuǎn)發(fā)，對衰減的信號進行放大，接著轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有處于工作狀態(tài)的端口上，以增加信號傳輸?shù)木嚯x，延長網(wǎng)絡(luò)的長度。不具備信號的定向傳送能力，是一種共享設(shè)備（廣播）。
網(wǎng)橋和交換機（都是在數(shù)據(jù)鏈路層對以太網(wǎng)進行優(yōu)化）
網(wǎng)橋
網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)。
網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個幀時，并不是向所有的接口轉(zhuǎn)發(fā)幀，而是先檢查幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個接口。
交換機
網(wǎng)橋兩邊連的是兩個沖突域，交換機是各個主機直接鏈接到交換機上，它能隔離沖突域，但是不能隔離廣播。
路由器：
鏈接因特網(wǎng)中各個局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備，隔離沖突域和廣播域。
