一、國際慣例：書托
這是一本圖文並茂的網絡管理技術書籍，旨在讓廣大讀者理解TCP/IP的基本知識、掌握TCP/IP的基本技能。
書中講解了網絡基礎知識、TCP/IP基礎知識、數據鏈路、IP協議、IP協議相關技術、TCP與UDP、路由協議、應用協議、網絡安全等內容，引導讀者了解和掌握TCP/IP，營造一個安全的、使用放心的網絡環境。
同時，這本書也是我的2016年度讀書計划中的一本，下面我將會把我看書中的重點內容總結和摘錄下來，所謂把書讀薄，就是把精華內容留下，以供以后隨時參考。
二、網絡基礎知識
2.1 計算機使用模式的演變
2.2 協議
協議就是計算機與計算機之間通過網絡實現通信事先達成的一種“約定”。這種“約定”使那些由不同廠商的設備、不同的CPU以及不同的操作系統組成的計算機之間，只要遵循相同的協議就能夠實現通信。反之，如果使用的協議不同，就無法通信。
分組交換是將大數據分割為一個個叫做包（Packet）的較小單位進行傳輸的方法。這里所說的包，就如同我們平常在郵局里見到的郵包。分組交換就是將大數據分裝為一個個這樣的郵包交給對方。
2.3 協議分層與OSI參考模型
協議分層就如同計算機軟件中的模塊化開發，OSI參考模型的建議是比較理想化的。
OSI參考模型中每個層的作用：
7層通信實例：假設主機A的用戶A要給主機B的用戶B發送一封電子郵件：
發送方從第7層、第6層到第1層由上至下按照順序傳輸數據，而接收端則從第1層、第2層到第7層由下至上向每個上一級分層傳輸數據。每個分層上，在處理由上一層傳過來的數據時可以附上當前分層的協議所必須的“首部”信息。然后接收端對收到的數據進行數據“首部”與“內容”的分離，再轉發給上一分層，並最終將發送端的數據恢復為原裝。
三、TCP/IP基礎知識
TCP(Transmission Control Protocol)和IP(Internet Protocol)是互聯網的眾多通信協議中最為著名的。
3.1 TCP/IP的背景及歷史
3.2 TCP/IP標准化
（1）具體含義
很多人都會認為TCP/IP是指TCP與IP兩種協議，實際生活中有時也確實就是指這兩種協議。然后，很多情況下，它只是利用IP進行通信時所必須使用到的協議群的統稱。
（2）標准化
由於TCP/IP盡早地制定了可行性較強的協議，提出了應對技術快速革新的協議，並及時進行后期改良的方案，因此打敗了OSI模型，成為了事實上的標准。
3.3 TCP/IP協議分層模型
上圖列出了TCP/IP與OSI分層之間的大概關系，不難看出，TCP/IP與OSI在分層模塊上稍有區別。OSI參考模型注重“通信協議必要的功能是什么”，而TCP/IP則更強調“在計算機上實現協議應該開發哪種程序”。
現在再來看看主機A向主機B發送一封電子郵件，在TCP/IP模型下的處理過程：
分組數據包經過以太網的數據鏈路時的大致流程如下圖所示：
四、IP協議及相關技術
4.1 IP的主要作用
如圖所示，IP的主要作用就是在復雜的網絡環境中將數據包發給最終的目標地址。
4.2 IP的三大作用模塊
（1）IP尋址
在計算機通信中，為了識別通信段，必須要有一個類似於地址的識別碼進行標識。而在數據鏈路層，使用MAC地址來標識同一個鏈路中不同計算機的一種識別碼。在網絡層，則叫做IP地址。
（2）路由（最終節點為止的轉發）
路由控制（Routing）是指將分組數據發送到最終目標地址的功能。即使網絡非常復雜，也可以通過路由控制確定到達目標地址的通路。因此，一個數據包之所以能夠成功地到達最終的目標地址，全靠路由控制。
Hop中文叫“跳”，它是指網絡中的一個區間，IP包正是在網絡中一個跳間被轉發。數據鏈路實現某一個區間（一跳）內的通信，而IP實現直至最終目標地址的通信（點對點）。
為了將數據包發送給目標主機，所有主機都維護者一張路由控制表（Routing Table），該表記錄IP數據在下一步應該發給哪一個路由器。IP包將根據這個路由表在各個數據鏈路上傳輸。
（3）IP分包與組包
IP面向無連接，即在發包之前，不需要建立與對端目標地址之間的連接。上層如果遇到需要發送給IP的數據，該數據會被立即壓縮成IP包發送出去。
IP為什么面向無連接：
1.簡化：面向連接比起面向無連接處理相對復雜！
2.提速：每次通信之前都需要建立連接，會降低處理速度！
需要有連接時，可以委托上一層（傳輸層）提供此項服務，因此，IP為了實現簡單化與高速化采用面向無連接方式。
4.3 相關技術
1.DNS
有效管理主機名和IP地址之間的對應關系->DNS系統，那么DNS查詢的機制是什么呢？
2.ARP
ARP是一種解決地址問題的協議，以目標地址為線索，用來定位下一個應該接收數據分包的網絡設備對應的MAC地址。不過，ARP只適用於IPv4，不適用於IPv6。
RARP則是將ARP反過來，從MAC地址定位IP地址的一種協議。
3.ICMP
一個剛剛搭建好的網絡，需要驗證該網絡的設置是否正確。ICMP(Internet Control Message Protocol)這是提供這類功能的一種協議，其主要功能包括：確認IP包是否成功送達目標地址，通知在發送過程中IP包被廢棄的具體原因等等。例如我們經常使用ping命令，就是一個典型的ICMP的具體應用。
4.DHCP
如果逐一地為每一台主機設置IP地址會非常繁瑣，於是為了實現自動設置IP地址、統一管理IP地址分配，就產生了DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）協議。有了DHCP，計算機只要連接到網絡，就可以進行TCP/IP通信。
5.NAT
NAT（Network Address Translator）用於在本地網絡中使用私有地址，在連接互聯網時轉而使用全局IP地址的技術。
6.IP隧道
在一個網絡環境中，假如網絡A、B使用IPv6，中間位置的網絡C支持使用IPv4的話，網絡A與網絡B之間無法直接進行通信。為了讓他們之間正常通信，這時需要采用IP隧道的功能。
IP隧道中可以將那些從網絡A發過來的IPv6的包統和為一個數據，再為之追加一個IPv4的首部以后轉發給網絡C，這種在網絡層的首部后面繼續追加網絡層首部的通信方法就叫做“IP隧道”。
五、TCP與UDP
TCP（Transmission Control Protocol）與UDP（User Datagram Protocol）
5.1 傳輸層的作用
TCP -> 面向連接的、可靠的流協議，提供可靠的通信傳輸。
所謂流，就是指不間斷的數據結構，你可以把它想象成排水管道中的水流。當應用程序采用TCP發送消息時，雖然可以保證發送的順序，但還是猶如沒有任何間隔的數據流發送給接收端。
UDP -> 面向無連接的，具有不可靠性的數據報協議。（讓廣播和細節控制交給應用的通信傳輸）
TCP用於在傳輸層有必要實現可靠傳輸的情況，由於它是面向連接並具備順序控制、重發控制等機制的，所以它可以為應用提供可靠傳輸。而UDP則主要用於那些對高速傳輸和實時性有較高要求的通信或廣播通信。
因此，TCP和UDP應該根據應用目的按需使用。另外，在日常使用TCP或UDP時，通常會用到操作系統提供的類庫，這種類庫一般被稱為API，對於TCP或UDP來說會廣泛使用到套接字（Socket）的API。應用程序使用套接字時，可以設置對端的IP地址、端口號，並實現數據的發送與接收。
5.2 端口號
MAC地址和IP地址分別用來識別同一鏈路中不同的計算機以及TCP/IP網絡中互連的主機和路由器。在傳輸層，則使用端口號來識別同一台計算機中進行通信的不同應用程序。
一般知名端口號在0~1023之間，而我們經常使用的自定義/動態分配的端口號則一般在49152~65535之間。
5.3 UDP
UDP(User Datagram Protocol)不提供復雜的控制機制，利用IP提供面向無連接的通信服務。因此，它不會負責：流量控制、丟包重發等。
UDP廣泛應用於：
- 包量較少的通信（DNS、SNMP登）
- 視頻、音頻等多媒體通信（即時通信）
- 限定於LAN等特定網絡中的應用通信
- 廣播通信（廣播、多播）
5.4 TCP
TCP作為一種面向有連接的協議，只有在確認通信對端存在時才會發送數據，從而可以控制通信流量的浪費。
為了通過IP數據報實現可靠性傳輸，需要考慮很多事情，例如：數據的破壞、丟包、重復以及分片順序混亂等問題。
TCP通過檢驗和、序列號、確認應答、重發控制、連接管理以及窗口控制等機制實現可靠性傳輸。
使用TCP的一個連接的建立與斷開，正常過程下至少需要來回發送7個包才能完成，也就是我們常常聽到的三次握手，兩次揮手。
六、路由協議
在互聯網世界中，夾雜着復雜的局域網和廣域網，然后，再復雜的網絡結構中，也需要通過合理的路由將數據發送到目標主機。而決定這個路由的，正是路由控制模塊。
6.1 靜態路由和動態路由
靜態路由：事先設置好路由器和主機中並將路由信息固定的一種方法；
eg.有100個IP網的時候，就需要手動設置近100個路由信息。並且，每增加一個新的網絡，就需要將這個新追加的網絡信息設置在所有的路由器上。因此，管理負擔很大。此外，一旦某個路由器發生故障，基本上無法自動繞過發生故障的節點，必須手工設置后才能恢復。
動態路由：讓路由協議在運行過程中自動地設置路由控制信息的一種方法；
eg.如果有一個新的網絡追加到原有網絡中，只要在新增加網絡的路由器上進行一個動態路由的設置即可。此外，網絡上一旦發生故障，路由器的設置也會自動重置。
動態路由會給相鄰路由器發送自己已知的網絡連接信息，而這些信息又像接力一樣依次傳遞給其他路由器，直到整個網絡都了解時，路由控制表也就制作完成了，而此時也就可以正確轉發IP數據包了。
6.2 路由算法
最具代表性的路由算法是：距離向量（Distance-Vector）算法和鏈路狀態（Link-State）算法。
（1）距離向量算法
根據距離（代價）和方向決定目標網絡或者目標主機位置的一種方法。
（2）鏈路狀態算法
在了解網絡整體連接狀態的基礎上生成路由控制表的一種方法，該方法中，每個路由器必須保持同樣的信息才能進行正確的路由選擇。
6.3 路由協議
（1）RIP（Routing Information Protocol）
RIP是距離向量型的一種路由協議，廣泛應用於LAN。
廣播路由：RIP將路由控制信息定期（30秒）向全網廣播。
確定路由：RIP基於距離向量算法決定路由，距離的單位被稱為“跳數”（經過的路由器的個數），RIP希望經過盡可能少的路由器將數據包發送到目標IP地址。
（2）OSPF（Open Shortest Path First）
OSPF是一種鏈路狀態型路由協議，即使網絡中有環路，也能夠進行穩定的路由控制。
七、應用協議
7.1 遠程登錄
Telnet利用TCP的一跳連接，通過這一條連接向主機發送文字命令並在主機上執行。但是Telnet中登錄時無需輸入密碼就可以發送，容易造成通信竊聽和非法侵入的危險。
SSH是加密的遠程登錄系統，可以加密通信內容。即使信息被竊聽也無法破解所發送的密碼、具體命令以及命令返回結果是什么。
7.2 文件傳輸
FTP是在兩個計算機之間進行文件傳輸時使用的協議，它使用兩條TCP連接：一條用於控制，一條則用於數據的傳輸。
（1）FTP控制使用的連接使用的是TCP21號端口
（2）FTP用於數據傳輸的TCP連接通常使用20號端口
7.3 電子郵件
SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）提供電子郵件服務協議，而一般接收端會使用POP3（Post Office Protocol）協議。
（1）SMTP是發送電子郵件的協議，它使用TCP的25號端口。它在建立一個TCP連接以后，便在這個連接上進行控制和應答以及數據的發送。
（2）POP是接收電子郵件的協議，它和SMTP一樣，也是在客戶端與服務端之間建立一個TCP連接完成相應操作。
7.4 WWW
HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）默認使用TCP的80端口，首先是客戶端向服務器的80端口建立一個TCP連接，然后在這個TCP連接上進行請求和應答以及數據報文的發送。
7.5 網絡管理
SNMP（Simple Network Management Protocol）常用語TCP/IP的網絡管理。利用SNMP可以對連接到網絡的設備進行遠程管理，例如修改設置和確認是否運行正常等等。