第8章高层协议.ppt

第八章高层协议 8 1传输层协议概述 传输控制协议是一个TCP IP组中能够实现可靠数据传送的传输层协议 并通过顺序响应能实现对应用程序的的虚拟连接服务 在必要的时候进行包转发 与IP协议相结合 TCP代表了网络协议的核心 8 1传输层协议概述 传输层的功能 1 连接管理2 流量控制3 差错检测与恢复4 服务质量要求5 提供端到端的可靠通信6 分段与重装 8 1 1传输层中的两个协议 TCP协议UDP协议 8 1 2端口的概念 计算机 端口 是英文port的义译 可以认为是计算机与外界通讯交流的出口 其中硬件领域的端口又称接口 如 USB端口 串行端口等 软件领域的端口一般指网络中面向连接服务和无连接服务的通信协议端口 是一种抽象的软件结构 包括一些数据结构和I O 基本输入输出 缓冲区 8 1 2端口的概念 计算机 端口 是英文port的义译 可以认为是计算机与外界通讯交流的出口 其中硬件领域的端口又称接口 如 USB端口 串行端口等 软件领域的端口一般指网络中面向连接服务和无连接服务的通信协议端口 是一种抽象的软件结构 包括一些数据结构和I O 基本输入输出 缓冲区 8 1 2端口的概念 网络上两台计算机必须通过下面四个参数才能建立通信关系 源端点 源IP地址 源端口号目的端点 目的IP地址 目的端口号特别指明的是 源IP地址可以等于目的IP地址 8 1 2端口的概念 1tcpmuxTCPPortServiceMultiplexer传输控制协议端口服务多路开关选择器2compressnetManagementUtilitycompressnet管理实用程序3compressnetCompressionProcess压缩进程5rjeRemoteJobEntry远程作业登录7echoEcho回显9discardDiscard丢弃11systatActiveUsers在线用户13daytimeDaytime时间17qotdQuoteoftheDay每日引用18mspMessageSendProtocol消息发送协议19chargenCharacterGenerator字符发生器20ftp dataFileTransfer DefaultData文件传输协议 默认数据口 21ftpFileTransfer Control 文件传输协议 控制 22sshSSHRemoteLoginProtocolSSH远程登录协议23telnetTelnet终端仿真协议24anyprivatemailsystem预留给个人用邮件系统25smtpSimpleMailTransfer简单邮件发送协议 8 1 2端口的概念 27nsw feNSWUserSystemFENSW用户系统现场工程师29msg icpMSGICPMSGICP31msg authMSGAuthenticationMSG验证33dspDisplaySupportProtocol显示支持协议35anyprivateprinterserver预留给个人打印机服务37timeTime时间38rapRouteAccessProtocol路由访问协议39rlpResourceLocationProtocol资源定位协议41graphicsGraphics图形42nameserverWINSHostNameServerWINS主机名服务43nicnameWhoIs 绰号 whois服务44mpm flagsMPMFLAGSProtocolMPM 消息处理模块 标志协议45mpmMessageProcessingModule recv 消息处理模块46mpm sndMPM defaultsend 消息处理模块 默认发送口 47ni ftpNIFTPNIFTP48auditdDigitalAuditDaemon数码音频后台服务49tacacsLoginHostProtocol TACACS TACACS登录主机协议50re mail ckRemoteMailCheckingProtocol远程邮件检查协议 8 1 2端口的概念 51la maintIMPLogicalAddressMaintenanceIMP 接口信息处理机 逻辑地址维护52xns timeXNSTimeProtocol施乐网络服务系统时间协议53domainDomainNameServer域名服务器54xns chXNSClearinghouse施乐网络服务系统票据交换55isi glISIGraphicsLanguageISI图形语言56xns authXNSAuthentication施乐网络服务系统验证57 anyprivateterminalaccess预留个人用终端访问58xns mailXNSMail施乐网络服务系统邮件59anyprivatefileservice预留个人文件服务60Unassigned未定义61ni mailNIMAILNI邮件62acasACAServices异步通讯适配器服务63whoisWHOIS服务64coviaCommunicationsIntegrator CI 通讯接口65tacacs dsTACACS DatabaseServiceTACACS数据库服务 8 1 2端口的概念 66sql netOracleSQL NETOracleSQL NET67bootpsBootstrapProtocolServer引导程序协议服务端68bootpcBootstrapProtocolClient引导程序协议客户端69tftpTrivialFileTransfer小型文件传输协议70gopherGopher信息检索协议71netrjs 1RemoteJobService远程作业服务72netrjs 2RemoteJobService远程作业服务73netrjs 3RemoteJobService远程作业服务74netrjs 4RemoteJobService远程作业服务75anyprivatedialoutservice预留给个人拨出服务76deosDistributedExternalObjectStore分布式外部对象存储77anyprivateRJEservice预留给个人远程作业输入服务78vettcpvettcp修正TCP79fingerFinger查询远程主机在线用户等信息80httpWorldWideWebHTTP全球信息网超文本传输协议 8 2用户数据报协议 UDP 用户数据报协议 UDP 是ISO参考模型中一种无连接的传输层协议 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务 UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口 UDP协议适用端口分辨运行在同一台设备上的多个应用程序 由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行 计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包 以及源计算机能收到正确的回复 这是通过使用UDP的 端口号 完成的 例如 如果一个工作站希望在工作站128 1 123 1上使用域名服务系统 它就会给数据包一个目的地址128 1 123 1 并在UDP头插入目标端口号53 源端口号标识了请求域名服务的本地机的应用程序 同时需要将所有由目的站生成的响应包都指定到源主机的这个端口上 UDP端口的详细介绍可以参照相关文章 与TCP不同 UDP并不提供对IP协议的可靠机制 流控制以及错误恢复功能等 由于UDP比较简单 UDP头包含很少的字节 比TCP负载消耗少 UDP适用于不需要TCP可靠机制的情形 比如 当高层协议或应用程序提供错误和流控制功能的时候 UDP是传输层协议 服务于很多知名应用层协议 包括网络文件系统 NFS 简单网络管理协议 SNMP 域名系统 DNS 以及简单文件传输系统 TFTP 8 2用户数据报协议 UDP 用户数据报协议 UserDatagramProtocol UDP 是一个简单的面向数据报的传输层协议 IETFRFC768是UDP的正式规范 在TCP IP模型中 UDP为网络层以下和应用层以上提供了一个简单的接口 UDP只提供数据的不可靠传递 它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去 就不保留数据备份 所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议 UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验 字段 8 2 1UDP协议的应用 FTPTMAILSNMADNSNFS流媒体广播应用 8 2 2UDP报文的格式 8 3传输控制协议 TCP 传输控制协议TCP是TCP IP协议栈中的传输层协议 它通过序列确认以及包重发机制 提供可靠的数据流发送和到应用程序的虚拟连接服务 与IP协议相结合 TCP组成了因特网协议的核心 由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行 计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包 以及源计算机能收到正确的回复 这是通过使用TCP的 端口号 完成的 网络IP地址和端口号结合成为唯一的标识 我们称之为 套接字 或 端点 TCP在端点间建立连接或虚拟电路进行可靠通信 TCP服务提供了数据流传输 可靠性 有效流控制 全双工操作和多路复用技术等 关于流数据传输 TCP交付一个由序列号定义的无结构的字节流 这个服务对应用程序有利 因为在送出到TCP之前应用程序不需要将数据划分成块 TCP可以将字节整合成字段 然后传给IP进行发送 TCP通过面向连接的 端到端的可靠数据报发送来保证可靠性 TCP在字节上加上一个递进的确认序列号来告诉接收者发送者期望收到的下一个字节 如果在规定时间内 没有收到关于这个包的确认响应 重新发送此包 TCP的可靠机制允许设备处理丢失 延时 重复及读错的包 超时机制允许设备监测丢失包并请求重发 TCP提供了有效流控制 当向发送者返回确认响应时 接收TCP进程就会说明它能接收并保证缓存不会发生溢出的最高序列号 全双工操作 TCP进程能够同时发送和接收包 TCP中的多路技术 大量同时发生的上层会话能在单个连接上时进行多路复用 8 3 1TCP的报文格式 8 3 2TCP的编号与确认 8 3 3TCP的流量控制 数据发送者之间用对接收数据的确认或不予确认来显式的表示TCP发送者和接收者之间的网络状态 再加上计时器 TCP发送者和接收者就可以改变数据的流动情况 这就是通常所指的流量控制 拥塞控制 或拥塞避免 TCP使用大量的机制来同时获得强壮性和高可靠性 这些机制包括 滑动窗口 慢启动算法 拥塞避免算法 快速重启和快速恢复算法等等 对于TCP的可靠的丢包处理 错误最小化 拥塞管理以及高速运行环境等机制的优化的研究和标准制定 正在进行之中 8 3 4TCP的重传机制 略 8 3 5TCP的连接管理 TCP连接包括三个状态 连接建立 数据传送和连接终止 TCP用三次握手过程建立一个连接 用四次握手过程来拆除一个连接 在连接建立过程中 很多参数要被初始化 例如序号被初始化以保证按序传输和连接的强壮性 TCP连接的正常建立一对终端同时初始化一个它们之间的连接是可能的 但通常是由一端打开一个套接字 socket 然后监听来自另一方的连接 这就是通常所指的被动打开 passiveopen 服务器端被被动打开以后 用户端就能开始建立主动打开 activeopen 客户端通过向服务器端发送一个SYN来建立一个主动打开 作为三次握手的一部分 服务器端应当为一个合法的SYN回送一个SYN ACK 二次握手 最后 客户端再发送一个ACK 这样就完成了三次握手并进入了连接建立状态 8 3 5TCP的连接管理 8 3 6TCP的有限状态机 略 8 4应用层协议概述 8 5域名系统 DNS 8 5 1域名系统概述 8 5 2Internet的域名结构 8 5 3域名解析 8 6文件传送和网络文件访问 8 6 1文件传送协议 FTP 8 6 2简单文件传送协议 TFTP 8 6 3网络文件系统 NFS 8 7远程登录 Telnet 8 7 1Telnet