底層網路協議

2021-09-11 10:43:21 字數 2756 閱讀 7641

arp(位址解析協議)

基本功能為透過目標裝置的ip位址,查詢目標裝置的mac位址,以保證通訊的順利進行。在每台安裝有tcp/ip協議的電腦或路由器裡都有乙個arp快取表,表裡的ip位址與mac位址是一對應的。

當傳送資料時,主機a會在自己的arp快取表中尋找是否有目標ip位址。如果找到就知道目標mac位址為(00-bb-00-62-c2-02),直接把目標mac位址寫入幀裡面傳送就可;如果在arp快取表中沒有找到相對應的ip位址,主機a就會在網路上傳送乙個 廣播(arp request),目標mac位址是「ff.ff.ff.ff.ff.ff」,這表示向同一網段內的所有主機發出這樣的詢問:「192.168.38.11的mac位址是什麼?」網路上其他主機並不響應arp詢問,只有主機b接收到這個幀時,才向主機a做出這樣的回應(arp response):「192.168.38.11的mac位址是(00-bb-00-62-c2-02)」。這樣,主機a就知道主機b的mac位址,它就可以向主機b傳送資訊。同時它還更新自己的arp快取表,下次再向主機b傳送資訊時,直接從arp快取表裡查詢就可。arp快取表採用老化機制,在一段時間內如果表中的某一行沒有使用,就會被刪除,這樣可以大大減少arp快取表的長度,加快查詢速度。

當傳送主機和目的主機不在同乙個區域網中時,即便知道目的主機的mac位址,兩者也不能直接通訊,必須經過路由**才可以。所以此時,傳送主機通過arp協議獲得的將不是目的主機的真實mac位址,而是一台可以通往區域網外的路由器的mac位址。於是此後傳送主機發往目的主機的所有幀,都將發往該路由器,通過它向外傳送。這種情況稱為arp**(arp proxy)。

icmp(網際網路控制訊息協議)

它 用於tcp/ip網路中傳送控制訊息,提供可能發生在通訊環境中的各種問題反饋,通過這些資訊,令管理者可以對所發生的問題作出診斷,然後採取適當的措施解決。它與傳輸協議最大的不同:它一般不用於在兩點間傳輸資料,而常常 用於返回的錯誤資訊或是分析路由。

icmp控制的內容包括但不僅限於:echo響應(ping)、目標網路不可達、目標埠不可達、禁止訪問的網路、擁塞控制、重定向、ttl超時…

路由選擇協議

路由選擇協議分為:靜態的和動態的。internet中使用的是動態路由選擇協議,在internet的概念中,將整個網際網路劃分為許多個小的自治系統(as)。as的最主要的特徵:乙個as對其他as表現出的是乙個單一 和一致的路由選擇策略。

由於as的存在,路由選擇協議又分為兩種:

內部閘道器協議(igp):即在乙個as內部使用的路由選擇協議,而這與網際網路中其他as選用什麼路由協議無關。比如:ospf

外部閘道器協議(egp):若源主機和目的主機不再同乙個as中,就需要使用一種協議將路由選擇資訊傳遞到另乙個as中,這就是egp。比如:bgp。

ospf(開放式最短路徑優先)

ospf屬於內部閘道器協議(igp)的一種,使用dijkstra提出的最短路徑演算法。

ospf提出了「區域(area)」的概念,乙個網路可以由單一區域或者多個區域組成。其中,乙個特別的區域被稱為骨幹區域(backbone area),該區域是整個ospf網路的核心區域,並且所有其他的區域都與之直接連線。所有的內部路由都通過骨幹區域傳遞到其他非骨幹區域。所有的區域都必須直接連線到骨幹區域,如果不能建立直接連線,那麼可以通過虛擬鏈路(virtual-link)和骨幹區域建立虛擬連線。

劃分區域的優點:

將洪氾法的範圍限制在乙個區域中。

減少每個區域內部路由資訊交換的通訊量。

ospf使用的是分布式鏈路狀態協議,使用 洪氾法向該路由器所有的相鄰路由器傳送資訊。最終整個區域的所有路由器都得到乙個這個資訊的副本。這個副本就是 鏈路狀態資料庫(lsdb)用來儲存當前網路拓撲結構,路由器上屬於同一區域的鏈路狀態資料庫是相同的(屬於多個區域的路由器會為每個區域維護乙份鏈路狀態資料庫)。

ospf使用 **「代價(cost)」**作為路由度量。

只有當鏈路發生變化時才會更新資訊。

如果同乙個目的網路有多條路徑,ospf協議可以進行 負載均衡。

bgp(邊界閘道器協議)

由於bgp是工作在as之間的協議,並且各個as的情況複雜,所以 bgp只是力求找到乙個可以到達目的網路且比較好的路由,而並不是尋找一條最佳路由。每乙個as都應該有乙個**「bgp發言人「,一般來說,兩個bgp發言人是通過乙個共享網路連線在一起的,bgp發言人往往是bgp邊界路由**,但也可以不是。

乙個bgp發言人與其他as的bgp發言人要交換路由資訊,首先要建立tcp連線,然後在此連線上交換bgp報文以建立bgp會話。當bgp發言人交換了路由資訊後,就構造自治系統連通圖,最後通過該圖來進行路由選擇。

dhcp(動態主機設定協議)

dhcp是乙個區域網的網路協議,使用udp協議工作,主要有兩個用途:

用於內部網路或網路服務**商自動分配ip位址給使用者

用於內部網路管理員作為對所有電腦作**管理的手段

動態主機設定協議(dhcp)是一種使網路管理員能夠集中管理和自動分配ip網路位址的通訊協議。在ip網路中,每個連線internet的裝置都需要分配唯一的ip位址。dhcp使網路管理員能從中心結點監控和分配ip位址。當某台計算機移到網路中的其它位置時,能自動收到新的ip位址。

dhcp使用了 租約 的概念,或稱為計算機ip位址的有效期。租用時間是不定的,主要取決於使用者在某地連線internet需要多久,這對於教育行業和其它使用者頻繁改變的環境是很實用的。通過較短的租期,dhcp能夠在乙個計算機比可用ip位址多的環境中動態地重新配置網路。dhcp支援為計算機分配靜態位址,如需要永久性ip位址的web伺服器。

nat(位址轉換協議)

nat是一種 在ip封包通過路由器或防火牆時重寫**ip位址或目的ip位址的技術。這種技術被普遍使用在有多台主機但只通過乙個公有ip位址訪問網際網路的私有網路中。

面試 底層網路協議

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計算機底層網路協議

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USB底層協議

usb它是序列匯流排,所以資料在匯流排上是一位一位傳輸的,先傳輸最低位資料,最後傳輸最高位資料。對於多個位元組的資料傳輸呢,採用的是小端格式,即先傳輸低位元組資料,最後傳輸高位元組資料。在 usb中,資料是以包為單位進行傳輸的,所有的包都必須以 sync 字段開始,以 eop end of pack...