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  • 网络层是为主机之间提供逻辑通信,而传输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。 ● 网络层的IP数据报首部中的校验和字段,只检验首部是否出现差错而不检查数据部分;传输层需要对收到的报文进行差错检测。 ● ...

    ● 网络层是为主机之间提供逻辑通信,而传输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。

    ● 网络层的IP数据报首部中的校验和字段,只检验首部是否出现差错而不检查数据部分;传输层需要对收到的报文进行差错检测

    ● 网络中的路由器的最高层只是网络层,因为网络中的路由器在转发分组时只使用低三层的功能。而传输层是向它上面的应用层提供通信服务,属于面向通信部分的最高层,同时也是用户功能中的最低层。只有网络传输的两端主机才能进行端到端的通信,即只有主机的协议栈才有传输层。

    ● 网络层通过IP地址识别通信主机,传输层通过端口号识别应用层进程。

    网络层和传输层的主要区别如图所示。
    在这里插入图片描述

    从图中可以看出,传输层向高层用户屏蔽了下面网络核心的细节(如网络拓扑、所采用的路由选择协议等),它使应用进程看见的就是好像在两个传输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道,但是这条逻辑通信信道对上层的表现却因传输层使用的不同协议而有很大的差别。根据应用程序的不同需求,传输层具有两种不同的传输协议,面向连接的TCP和无连接的UDP。当传输层采用面向连接的TCP时,尽管下面的网络是不可靠的(只提供尽最大努力服务),但这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。但当传输层采用无连接的UDP时,这种逻辑通信信道仍然是一条不可靠的信道。

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  • 目录网络层的概念IP数据包ICMPARP(正向地址解析协议)TCP协议TCP三次握手原理TCP四次断开协议端口号总结 网络层的概念 定义基于IP协议的逻辑地址 连接不同的网段 选择数据通过网络的最佳路径 IP数据包 ICMP 定义...

    网络层的概念

    定义基于IP协议的逻辑地址
    连接不同的网段
    选择数据通过网络的最佳路径

    IP数据包

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    ICMP

    定义:Internet控制报文协议 错误侦测和回馈机制
    作用:测试网络连通性并给予一定反馈
    命令: ping
    ping命令:
    ping -t(会不停执行PING命令用来测试是否有丢包情况)
    在这里插入图片描述

    ping -a(可显示目标主机名)
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    PING -I(可设定PING包大小字节,用于简单测试网络)
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    ARP(正向地址解析协议)

    地址解析协议,即ARP(Address Resolution Protocol),是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机,并接收返回消息,以此确定目标的物理地址;收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的,局域网络上的主机可以自主发送ARP应答消息,其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存
    工作原理:PC1已知PC2IP地址 未知mac地址的情况下,PC1发送arp广播给二层交换机,二层交换机收到广播,无条件进行泛洪处理,连接在二层交换机下的所有主机收到该广播消息,每个PC会将自己ip与目标ip比对,若一致则回传数据给PC1,若不一致则丢弃处理,PC1收到PC2返回的数据,将PC2的ip地址和mac地址记录在ARP缓存表中,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。
    局域网中的主机通信
    在这里插入图片描述
    RARP:反向地址解析协议(目标MAC地址已知,目标IP未知时候用)

    ARP攻击原理
    地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的,局域网络上的主机可以自主发送ARP应答消息,其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存;由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文,使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机,这就构成了一个ARP欺骗。
    ARP攻击主要是通过伪造IP地址和MAC地址进行欺骗。使以太网数据包的源地址、目标地址和ARP通信数量剧增导致网络中断或中间人攻击。
    在这里插入图片描述
    如何解决?
    通过绑定ARP来防止欺骗
    例如:arp捆绑[]arp static 192.168.0.100 AAAA-AAAA-AAAA
    ARP命令
    arp -a(查看ARP缓存表)
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    arp -d(删除ARP缓存)
    在这里插入图片描述

    TCP协议

    传输控制协议
    1.TCP协议
    TCP是面向连接的,可靠的,进程到进程通信的协议
    提供全双工服务,同一时间双向传输
    2.TCP报文段
    定义:TCP将若干个字节构成一个分组,叫报文段(segment)
    TCP报文段封装在IP数据报中
    在这里插入图片描述

    TCP三次握手原理

    客户端向服务器发送SYN同步请求,请求与服务器建立连接,服务器收到此SYN同步请求后,会针对客户端的SYN同步请求进行ACK响应的同时也会发送–个SYN同步请求,当客户端收到服务器发过来的SYN同步请求时,会给予一个ACK响应
    在这里插入图片描述

    TCP四次断开

    在这里插入图片描述
    客户端向服务器发送FIN断开请求,服务器接收到此请求后,回复一个ACk响应,服务器向客户端发送FIN断开请求,客户端收到此请求后,回复一个ACK响应。
    为什么是四次断开?
    数据传输方向是双向的,一个方向的数据通道关闭需要一次请求和一次确认,因此需要断两次,而我们有两个数据方向,因此需要断四次。
    半关闭状态:客户机向服务器发送了FIN请求,服务器也给予了ACK响应。但是,服务器和客户机之间还有数据要传输,因此服务器并没有向客户机立即发送FIN请求

    协议与端口号

    端口协议说明
    21FTPFTP服务器所开放的控制端口
    23TELNET用于远程登录,可以远程控制管理目标计算机
    25SMTPSMTP服务器开放的端口, 用于发送邮件
    80HTTP超文本传输协议
    110POP3用于邮件的接收

    客户端根据需要哪种服务,从而发送到特定的目的端口
    端口划分为三个类别,其范围介于1到65535之间
    公认端口:与通用网络应用程序相关联的目的端口称为公认端口,其范围为1到1023
    注册端口:1024到49151端口可作为源端口或目的端口使用,组织可使用这些端口注册即时信息等应用程序。
    私有端口:49152到65535端口通常作为源端口使用。

    UDP协议的概念

    UDP与TCP相比
    UDP传输效率高,无连接,不可靠的传输协议,花费的开销少
    TCP传输可靠性高,面向连接,可靠的传输层协议,分段,重组,有重传机制,适用于对可靠要求较高的场合
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    UDP常见端口号

    端口协议说明
    69TFTP简单文件传输协议
    111RPC远程过程调用
    123NTP网络时间协议

    总结

    传输层是整个网络体系结构中的关键层次之一,主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。而网络层是OSI参考模型中的第三层,介于传输层和数据链路层之间,它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上,进一步管理网络中的数据通信

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  • 网络层 ICMP协议 作用:用来测试网络连通性并给予一定的反馈 定义:Internet控制报文协议,是错误侦测回馈机制 组成:ping tracert 协议号 PC命令: TCP——6 UDP——17 ping -t持续不断的ping,查看有...

    目录

    一、网络层协议

    1、IP数据包格式

    2、ICMP协议

    3、ping命令的基本格式

    4、ARP协议

    二、传输层协议介绍

    1、TCP协议

    2、TCP建立连接的过程叫三次握手

    3、四次断开

     4、常用的TCP端口号及其功能 

    5、UDP协议

    总结:



    一、网络层协议

    1、IP数据包格式

    2、ICMP协议

    作用:用来测试网络连通性并给予一定的反馈

    定义:Internet控制报文协议,是错误侦测与回馈机制

    组成:ping tracert

    协议号

    TCP——6

    UDP——17

    3、ping命令的基本格式

    ping -t持续不断的ping,查看有没有丢包情况 

    Ctrl+c停止命令

    ping -a+ip地址查询目标主机名称

    ping -l简单的测试通信,-l 设置ping包的大小

    单位为字节,默认的ping包大小是32字节

    网络层功能:定义了基于IP协议的逻辑地址;

                          连接不同网段;

                          选择数据通过网段的最佳路径。

    4、ARP协议

    ARP命令的基本格式

    ARP协议:正向地址解析协议

    ARP -a获取本地缓存

    ARP -d清除缓存(一般清除的是动态缓存),还在连接会话的缓存清除不了

    ARP -s添加主机与物理地址关联,比如:arp -s192.168.0.1 aa-aa-aa-aa-aa-aa

    ARP -s+ip地址 清除特定的ARP缓存

    交换机上的命令:display arp显示ARP缓存<>/[ ]

                                 arp static 192.168.0.11 aaaa-aaaa-aaaa捆绑ARP[ ]

                                 reset arp all 清除所有ARP缓存<>

                                 reset arp static 清除静态ARP缓存<>

    数据传输通讯地址:源IP、源MAC、目标IP、目标MAC

    使用场合:已知目标IP,未知目标MAC时使用

    工作原理:PC1已知PC2的IP地址,未知PC2的MAC地址时使用。PC1发送ARP广播给二层交换机,二层交换机收到ARP广播消息后无条件泛洪处理,连接到二层交换机下的所有PC都将接收到此广播消息,每个PC都会将自身的IP地址和目标IP地址进行比对,若一致则接收此广播消息,并回数据包给PC1,PC1接收到返回的数据包后会记录下PC2的IP和MAC地址,记录到ARP缓存表,若不一致丢弃处理

    ARP攻击原理

    MAC地址是假的,会导致大面积掉网

     欺骗网关,导致信息泄露(跨网段)

      欺骗主机,导致信息泄露(同网段)

     解决:捆绑ARP,防火墙

    二、传输层协议介绍

    1、TCP协议

    定义:传输控制协议,是面向连接的、可靠的,进程到进程的通信协议。

    作用:全双工服务,数据在同一时间传输

    TCP将若干个字节构成一个分组,叫报文段,1500字节为一段

    TCP报文段

    2、TCP建立连接的过程叫三次握手

    三次握手原理:客户端向服务器发送了SYN同步请求,请求与服务器建立连接,服务器收到此SYN请求后,会针对客户端SYN同步请求,ACK响应也会发送一个SYN请求,当客户端收到服务器发过来的SYN请求时,会给予一个ACK响应

    为什么要三次握手

    因为TCP是一个可靠的传输层协议,它在传输数据前,会建立双向数据通信通道,当保证双向数据传输的通道没有问题时,才会发送数据,起到保护数据的作用。

    3、四次断开

    四次断开原理:客户端向服务器发送FIN断开请求,服务器接收到此请求后,回复一个ACK,服务器向客户端发送FIN断开请求,客户吉首到此请求后,回复一个ACK

    三次握手握三次,为什么断开要断四次?

    数据传输的方向是双向的,一个方向的数据通道关闭需要一次请求和确认,因此要断两次,我们有两个方向,所以要断四次

    TCP半关闭状态是什么情况?

    客户机向服务器发送了FIN请求,服务器也给了ACK响应,但是,服务器和客户机之间还有数据要传输,因此,服务器并没有立即向客户机立即发送FIN请求。

     4、常用的TCP端口号及其功能 

    端口协议说明
    21        FTPFTP服务器所开放的控制端口
    23TELNRT用于远程登录,可以远程控制管理计算机
    25SMTPSMTP服务器开放的端口,用于发送邮件
    80HTTP超文本传输协议
    110POP3用于邮件的接收

     端口号范围分类

    客户端根据需要的哪种服务,从而发送到特定的目的端口

    范围:1-65535之间

    公认端口:与通用的网络应用程序相关联的目的端口称为公认端口,这些端口的范围是1-1023

    注册端口:1024-49151源端口或目的端口使用

    私有端口:49152-65535通常作为源端口使用

    5、UDP协议

    (1)与TCP协议的区别

    UDP协议是无连接、不可靠的传输协议,花费的开销小,速度更快;TCP协议是面向连接的、可靠的传输层协议,有分段、重组、重传等功能,滑动窗口,适用于对可靠性要求较高的场合

    (2)常用的UDP端口号及其功能

    端口协议说明
    69TFTP简单的文件传输协议
    111RPC远程过程调用
    123NTP网络时间协议

     

    总结:

    传输层是整个网络体系结构中的关键层次之一,主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机同时运行多个进程,因此运输层具有复用和分用功能。传输层在终端用户之间提供透明的数据传输,向上层提供可靠的数据传输服务。传输层在给定的链路上通过流量控制、分段/重组和差错控制来保证数据传输的可靠性。传输层的一些协议是面向链接的,这就意味着传输层能保持对分段的跟踪,并且重传那些失败的分段。

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  • 传输层

    千次阅读 2021-06-18 11:56:26
    传输层是整个网络体系结构中的关键层次之一,主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机同时运行多个进程,因此运输层具有复用和分用功能。传输层在终端用户之间提供透明的数据传输,向上层提供可靠...

    传输层是整个网络体系结构中的关键层次之一,主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机同时运行多个进程,因此运输层具有复用和分用功能。传输层在终端用户之间提供透明的数据传输,向上层提供可靠的数据传输服务。传输层在给定的链路上通过流量控制、分段/重组和差错控制来保证数据传输的可靠性。传输层的一些协议是面向链接的,这就意味着传输层能保持对分段的跟踪,并且重传那些失败的分段。

    中文名

    传输层

    外文名

    Transport Layer

    别    名

    运输层领    域

    计算机网络

    体    系

    Open System Interconnection(OSI)

    功    能

    复用和分用

    传输层简介

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    传输层是国际标准化组织提出的开放系统互连(OSI)参考模型中的第四层。该层协议为网络端点主机上的进程之间提供了可靠、有效的报文传送服务。其功能紧密地依赖于网络层的虚拟电路或数据报服务。传输层定义了主机应用程序之间端到端的连通性。传输层也称为运输层,传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层,因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层。

    传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程。而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种形式。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)[1]

    。传输层提供逻辑连接的建立、传输层寻址、数据传输、传输连接释放、流量控制、拥塞控制、多路复用和解复用、崩溃恢复等服务。

    传输层端口概念

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    语音

    传输层的任务是根据通信子网的特性,最佳的利用网络资源,为两个端系统的会话层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。在这一层,信息传送的协议数据单元称为段或报文。

    网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点,而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。计算机网络中的资源子网是通信的发起者和接收者,其中的每个设备称为端点;通信子网提供网络中的通信服务,其中的设备称为节点。OSI参考模型中用于通信控制的是下面四层,但它们的控制对象不一样。

    传输层基本功能

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    语音

    传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务,基本功能如下:

    (1) 分割与重组数据

    (2) 按端口号寻址

    (3) 连接管理

    (4) 差错控制和流量控制,纠错的功能

    传输层要向会话层提供通信服务的可靠性,避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。

    传输层服务类型

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    传输层既是OSI层模型中负责数据通信的最高层,又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。该层弥补高层所要求的服务和网络层所提供的服务之间的差距,并向高层用户屏蔽通信子网的细节,使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条端到端的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。服务类型

    传输层提供的服务可分为传输连接服务和数据传输服务。

    ☆ 传输连接服务:通常,对会话层要求的每个传输连接,传输层都要在网络层上建立相应的连接。

    ☆ 数据传输服务:强调提供面向连接的可靠服务(很晚OSI才开始制定无连接服务的有关标准),并提供流量控制、差错控制和序列控制,以实现两个终端系统间传输的报文无差错、无丢失、无重复、无乱序。

    传输层协议等级与传输层协议

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    语音

    传输层服务质量

    运输层服务通过协议体现,因此运输层协议的等级与网络服务质量密切相关。根据差错性质,网络服务按质量可分为以下三种类型:

    ☆ A类服务:低差错率连接,即具有可接受的残留差错率和故障通知率;

    ☆ B类服务:高差错率连接,即具有不可接受的残留差错率和故障通知率;

    ☆ C类服务:介于A类服务与B类服务之间。

    传输层协议级别

    差错率的接受与不可接受是取决于用户的。因此,网络服务质量的划分是以用户要求为依据的。OSI根据运输层的功能特点,定义了以下五种协议级别:

    ☆ 0级:简单连接。只建立一个简单的端到端的传输连接,并可分段传输长报文。

    ☆ 1级:基本差错恢复级。在网络连接断开、网络连接失败或收到一个未被认可的传输连接数据单元等基本差错时,具有恢复功能。

    ☆ 2级:多路复用。允许多条传输共享同一网络连接,并具有相应的流量控制功能。

    ☆ 3级:差错恢复和多路复用。是1级和2级协议的综合。

    ☆ 4级:差错检测、恢复和多路复用。在3级协议的基础上增加了差错检测功能。

    传输层传输层协议

    面向连接的传输协议(TCP):数据传输之前必须先建立连接,数据传输完成之后,必须释放连接。仅支持单播传输:每条传输连接只能有两个端点,只能进行点对点的连接,不支持多播和广播的传输方式,UDP是支持的。

    提供可靠的交付服务:传送的数据无差错。不丢失,不重复,且顺序与与源数据一致。

    传输单位是数据段:每次发送的数据段不固定,受应用层传送报文大小和网络中的MTU(最大传输单元)值大小的影响。最小数据段可能仅有21个字节(其中20个字节属于TCP头部,数据部分仅1字节)。

    支持全双工传输:通信双方可以同时发数据和接收数据。

    TCP连接是基于字节流的:UDP是基于报文流的。

    TCP是一个可以保证可靠数据传输的传输层协议,主要采用采用以下四个机制实现数据可靠性传输。

    字节编号机制:TCP数据段以字节为单位对数据段的"数据"部分进行一一编号,确保每一个字节的数据都可以有序传送和接收。

    数据段确认机制:每接收一个数据段都必须有接收端向发送端返回确认数据段,其中的确认号表示已经正确接收的数据段序号。

    超时重传机制:TCP中有一个重传定时器(RTT),发送一个数据段的同时也开启这个定时器,如果定时器过期之时还没有返回确认,则定时器停止,重传该数据。

    选择性确认机制:(Selective ACK,SACK)/只重传缺少部分的数据,不会重传那些已经正确接收的数据。

    UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议,是OSI(Open System Interconnection,开放式系统互联) 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,IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17[2]

    UDP协议全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI模型中,在第四层——传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两个部分。报头由源端口,目的端口,报文长度以及校验和组成。UDP适合于实时数据传输,比如语音和视频通信。相比TCP,UDP的传输效率更高,开销更小,但是无法保证数据传输可靠性。UDP头部的标识如下:

    1)16位源端口号:源主机的应用程序使用的端口号。

    2)16位目的端口号:目的主机的应用程序使用的端口号。

    3)16位UDP长度:是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度是8字节,所以字段的最小值为8。

    4)16位UDP校验和:该字段提供了与TCP校验字段同样的功能;该字段是可选的。

    传输层重要性

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    传输层是整个协议层次结构的核心,是唯一负责总体数据传输和控制的一层。在OSI七层模型中传输层是负责数据通信的最高层,又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。因为网络层不一定保证服务的可靠,而用户也不能直接对通信子网加以控制,因此在网络层之上,加一层即传输层以改善传输质量。

    传输层利用网络层提供的服务,并通过传输层地址提供给高层用户传输数据的通信端口,使系统间高层资源的共享不必考虑数据通信方面和不可靠的数据传输方面的问题。它的主要功能是:对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务,在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用,在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、差错控制及恢复等服务。

    词条图册

    更多图册

    参考资料

    1.

    JamesF.Kurose Keith W.Ross.计算机网络:机械工业出版社,2005年

    2.

    谢希仁.计算机网络:电子工业出版社,2008

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  • 计算机网络传输层

    千次阅读 2021-12-06 16:35:17
    发送端: 将应用程序数据(messages)分割为段(segments)再递交给网络层 接收端: 重组各段为messages再提交给应用层 应用、传输及网络层逻辑关系(注意地址问题) PDU(协议数据单元)的嵌套关系 (TPDU-传输层...
  • 计算机网络必看之·你确定了解传输层吗?

    万次阅读 多人点赞 2021-12-11 18:37:21
    1.TCP是面向连接的传输层协议 2.每条TCP连接只能有两个端点,每条TCP连接只能是点对点的(一对一) 3.TCP提供可靠的交付服务,保证传送的数据无差错、不丢失、不重要且有序 4.TCP是面向字节流的 5.TCP提供全双工...
  • 1.TCP/IP、OSI、五参考模型结构图 2.TCP/IP、OSI的相同点 3.TCP/IP、OSI的不同点 4.五参考模型结构 为了学习计算机网络,采取折中的方法,综合学习OSI和TCP/...5.五参考模型数据封装解封装(数据传输) ...
  • 运输层与网络层区别 网络层为主机之间提供逻辑通信,它只负责将某台主机发送的分组运送到其目的IP对应的主机上。在网络层,通信的两端的主体对象是主机。 运输层为进程之间提供逻辑通信,它需要在数据到达主机后...
  • 传输层 协议数据单元:报文段(TCP)或用户数据单元(UDP) 功能: 如何维护数据的完整性,负责正确发送及接收; 提供流量控制功能 提供面向连接和面向非连接的传输协议 协议 TCP传输控制协议,面向连接的可靠地...
  • 网络层的传输是点到点的,类似信封被邮局发出去在不同城市间传输;所有的数据要转换成物理信号比特流在物理层传输。 数据解封装 : 而到接收方那边时,他不关心这个数据是如何发送过来的,对接收方来说数.
  • 上一章我们学了网络层网络层干的事是将分组,通过路由器,从一个网络传递到另一个网络; 具体来说,是将一个分组从一个主机传递到另一个主机进行通信,是两台主机之间的逻辑通信。 然而,主机之间的通信,实质上...

空空如也

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网络层与传输层的区别