NIS3364-计算机通信网络¶
授课老师：许可
学年学期：2025-2026 学年秋季学期
具有五层协议的体系结构
本文协议一览
- 数据链路层
- PPP（点对点协议）：有连接，面向点到点链路的数据链路层协议，通过 LCP 建立连接、NCP 协商网络参数，常用于拨号上网、路由器专线等场景。
- Ethernet（以太网协议）：无连接，局域网中最常用的数据链路层协议，定义了 MAC 地址、帧格式和介质访问控制方法，支持多种传输速率（如 10Mbps、100Mbps、1Gbps 等）。
- CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）：以太网的介质访问控制机制，通过“先听后发、边发边听、冲突停发、随机重传”解决有线网络的信道冲突问题。
- CSMA/CA（载波监听多路访问/碰撞避免）：无线局域网的核心介质访问控制机制，通过“预约信道、ACK 确认”等方式避免无线环境的冲突，适配 Wi-Fi（IEEE 802.11）协议。
- 网络层
- IP（网际协议）：无连接，TCP/IP 协议栈的核心网络层协议，提供“尽力而为”的无连接数据包传输，通过 IP 地址实现跨网络的寻址和路由转发。
- IPv6（网际协议第 6 版）：无连接，IPv4 的升级版本，拥有更大的地址空间、更优的路由机制和内置安全特性，解决 IPv4 地址枯竭问题。
- ARP（地址解析协议）：无连接，局域网内的地址映射协议，通过广播请求将目标 IP 地址转换为对应的 MAC 地址，实现链路层寻址。
- ICMP（网际控制报文协议）：无连接，IP 协议的辅助协议，用于在 IP 网络中传递差错报告、控制信息和诊断报文（如 ping 命令的核心协议）。
- ICMPv6（网际控制报文协议第 6 版）：无连接，IPv6 的辅助协议，提供差错报告、邻居发现和多播管理等功能，支持 IPv6 网络的正常运行和维护。
- RIP（路由信息协议）：基于 UDP，无连接，距离矢量型内部网关协议，以“跳数”为度量值计算最优路径，配置简单，适用于小型局域网。
- OSPF（开放最短路径优先协议）：链路状态型内部网关协议，通过 Dijkstra 算法计算最短路径，收敛快、开销小，适用于大型企业网络。
- BGP（边界网关协议）：基于 TCP，有连接，路径矢量型外部网关协议，基于 TCP 建立连接，用于不同自治系统（AS）之间的路由信息交换，是互联网骨干网的核心路由协议。
- IGMP（网际组管理协议）：无连接，IP 多播组管理协议，用于主机与路由器之间的多播组成员关系维护，支持多播数据的高效传输。
- 多播路由选择协议：无连接，支持 IP 多播数据传输的路由协议，包括 DVMRP、PIM 等，实现多播数据在网络中的高效分发。
- 运输层
- TCP（传输控制协议）：有连接，面向连接的可靠传输协议，通过三次握手建立连接，提供确认、重传、排序、流量控制等机制，保证数据的完整、有序传输。
- UDP（用户数据报协议）：无连接，无连接的不可靠传输协议，仅对应用层数据做简单封装，开销小、传输效率高，适用于实时性要求高的场景。
- SW-ARQ（停止等待 ARQ 协议）：基本的可靠数据传输协议，通过发送方发送一个数据包后等待确认的方式实现可靠传输，适用于低速率、低延迟的通信场景。
- GBN-ARQ（后退 N 帧 ARQ 协议）：滑动窗口型可靠数据传输协议，允许发送方连续发送多个数据包，接收方按序确认，适用于中等延迟和误码率的通信环境。
- SR-ARQ（选择重传 ARQ 协议）：高效的滑动窗口型可靠数据传输协议，发送方只重传出错的数据包，接收方可乱序接收并缓存数据，适用于高延迟、高误码率的通信场景。
- 应用层
- DNS（域名系统）：基于 UDP/TCP，无连接/有连接，互联网的核心域名解析协议，默认使用 UDP 实现快速域名到 IP 的映射，大报文查询时使用 TCP 保证可靠性。
- FTP（文件传输协议）：基于 TCP，有连接，面向连接的文件传输协议，通过控制连接和数据连接分离的方式，实现可靠的文件上传、下载和管理。
- TFTP（简单文件传输协议）：基于 UDP，无连接，轻量级文件传输协议，协议结构简单、开销小，适用于小型文件传输和嵌入式设备场景。
- TELNET（远程终端协议）：基于 TCP，有连接，远程终端访问协议，通过明文传输实现对远程设备的命令行控制，安全性较低，常用于局域网设备管理。
- HTTP/HTTPS（超文本传输协议）：基于 TCP，逻辑上无连接、无状态，万维网的核心应用层协议，通过请求-响应模式传输超文本数据，HTTPS 通过 SSL/TLS 实现加密传输。
- SMTP（简单邮件传输协议）：基于 TCP，有连接，电子邮件发送协议，负责将邮件从客户端发送到邮件服务器，或在服务器之间转发邮件。
- POP3（邮局协议第 3 版）：基于 TCP，有连接，电子邮件接收协议，采用“下载后删除”的模式，将邮件服务器的邮件下载到本地客户端。
- IMAP（互联网消息访问协议）：基于 TCP，有连接，高级电子邮件接收协议，支持邮件在服务器端的管理和同步，允许多设备访问同一邮箱。
- DHCP（动态主机配置协议）：基于 UDP，无连接，IP 地址自动分配协议，通过广播方式为局域网内设备自动分配 IP 地址、子网掩码、网关等网络参数。
- SNMP（简单网络管理协议）：基于 UDP，无连接，网络设备管理协议，通过 Get/Set/Trap 等操作实现对网络设备的监控、配置和告警，适用于路由器、交换机等设备的管理。
- BT（比特洪流协议）：基于 UDP，无连接，点对点文件共享协议，通过分块传输和多源下载实现高效的文件分发，广泛应用于大文件传输和内容分发网络（CDN）。