网络基础

network.png

解释:Alice要给Bob发送的内容希望是可靠,安全的;而实际物理线路是不可靠不安全的,所以搭建了网络的七层架构

解决方法:

  • 数据链路层:提供一个最小的传输单位——数据包,可以通过奇偶校验等校验方法来校验这个包是否正确,这样就完成了一个节点到另外一个节点的数据包的传递。而且传过去后,接收节点可以知道这个数据包是正确的还是错误的。(这样在同一个实验室的Alice和Bob就能相互传输数据,但是对于不同实验室的呢?所以要通过网络层)


    数据链路层.png
  • 网络层:有路由,Alice会把自己的数据包发送给实验室的路由器,然后路由器再发送给其他路由器,可能会转很多层,最后发送到了Bob。同时,为了标识在网络中的各个节点,使用了一个IP协议,每一个节点都有一个IP地址。(但是在数据链路层虽然能够知道包是正确的还是错误的,蛋不能保证其是可靠的,所以需要一种出错重传机制,能够在出错的时候重传这个包而不需要Alice不断去检验这个包是否发送成功,所以有了传输层)


    网络层.png
  • 传输层:有了TCP和UDP协议,TCP协议是基于连接的,会在Alice和Bob之间,建立可靠的连接,在连接上传输数据。(能够传输数据了,但是是为哪个应用服务的呢?HTTP?FTP?还是其他?所以需要有应用层)


    传输层.png
  • 应用层


    图片.png

这样就有了五层协议:物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层

网络传输

图片.png

滑动窗口

  • TCP协议中使用
  • 维持发送方/接收方缓冲区(解决不可靠问题)

在没有滑动窗口的前提下,如何保证包的可靠?

  • 发送一个包确认一个包。问题在于吞吐量很低


    问题.png
  • 改进,发送两个包,确认两个包。问题,每次发多少个包呢?多少个包最优呢?或者同时发送了包1和包2,收到了确认包1的消息,能否收到确认后直接发送第三个包而不是等待包2的确认后才发?


    图片.png
  • 滑动窗口初始化:一共有16个包,希望按照顺序发包,每个包对方都给予确认(即ACK)。 比如1、2、3号包已经收到了Ack,说明这些包已经确认过了。4、5、6、7包是已经发送但未Ack的,不知道对方有没有收到,8、9、10是未发送的,是接下来马上要发送的。


    滑动窗口.png
  • 滑动窗口正常情况下:收到包4的确认,滑动窗口向右移动一个位置,在这段时间又把8和9发送过去但未收到确认。


    zhengchang.png
  • 滑动窗口丢Ack: 可能是包丢了,也可能是Ack没收到。 比如一直等Ack, 一直没等到, 就把10和11都发送,但是这个时候窗口已经满了,就不能把12读进来,接下来就始终等待Ack的产生。这样用到了超时重传机制。对于Ack,对方必须按照顺序Ack,比如对方收到了6-11的包,但不能返回对应的Ack,必须收到包5后Ack.

  • 滑动窗口重发:比如对方一直在等包5,经过超时重传后,对方重新接收到包5就把5-8的Ack一起返回,之后窗口右移,


    图片.png

TCP连接

tcp.png

最开始三行中可以看到SYN、[SYN、ACK]、ACK的字样,标识三次握手

TCP.png

cont.png

TCP Segment Len代表TCP里的内容,除去头部之外是0
Sequence number是滑动窗口中的编号

访问imooc.com后得到的回复


response.png

Acknoeledgment number是1, TCP里面的Acknoeledgment number是期待对方发第几个包,第0号包收到后就希望对方发1号包
Flag一个是SYN,一个是ACK,代表接到了请求并愿意建立连接

第三次握手


third.png

HTTP协议


图片.png

然后按照滑动窗口,进行发送和接收

题目.png
解答.png
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