linux基礎-TCP/IP協議篇


一.網絡TCP/IP層次模型

 1.網絡層次模型概念介紹:TCP/IP協議就是用於簡化OSI層次,以及相關的標准。傳輸控制協議(tcp/ip)族是相關國防部(DoD)所創建的,主要用來確保數據的完整性及在毀滅性戰爭中維持通信

  是由一組不同功能的協議組合在一起構成的協議族,利用一組協議完成OSI所實現的功能,不單單是指TCP.IP這兩個協議。

 2.網絡層析模型作用說明

  

  OSI七層模型簡化四層DoD模型,應用層、表示層、會話層統稱為應用層,傳輸層稱為主機到主機層,網絡層即為因特網層,數據鏈路層和網絡層統稱為網絡接入層。

 3.網絡層次模型組成部分如圖:

  

  每一層都包含了對應的協議規則,這里說明下ICMP協議,即為平時如果我們檢查主機是否在線,通常使用ping 192.168.1.111,這里就用到了ICMP協議,如果ping不通也可能是ICMP協議關閉引起的哦!

 4.網絡層次模型琢層說明

  (1)首先應用層:

  

  應用層包含了以上諸多協議規則,包括一些對應的端口,其中除了TFTP是UDP協議之外,其他全部都為TCP協議。

  (2)主機到主機層:

  

  主機到主機層只包含了兩個TCP和UDP這兩個網絡協議

  (3)因特網層/網絡接入層:

  

  因特網層負責將分組報文從源端發送到目的端,為網絡中的設備提供邏輯地址

二.網絡TCP/IP模型精講

 1.網絡重要協議說明:

  TCP(傳輸控制協議):屬於面向連接的網絡協議,其可靠性相對UDP來說比較高、流控、使用TCP應用,例如WEB瀏覽器;電子郵件;文件傳輸程序。

  UDP(用戶報文協議):屬於無連接的網絡協議,不可靠傳輸,盡力而為,盡力傳遞,使用的UDP應用,例如域名系統(DNS),視頻流,IP語音程序等。

 2.網絡協議報文結構:

  源端口隨機分配,目標端口使用知名端口,在linux系統上的/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_rang位置存放的是本地端口的取值范圍。

  由於TCP協議頭部使用16位來保存端口號,所以端口的個數最多為65536個,2~16=65536,0號端口不會被tcp和udp協議使用。tcp和udp協議端口號范圍是1-65535.

  控制字段說明(控制字段信息默認為0,控制字段功能不起作用;控制字段信息置為1,表示相應控制字段功能開啟):

  ack:表示確認控制字段,實現數據可靠連接

  syn:表示請求建立連接字段

  fin:表示請求斷開連接字段

  sep*num:此字段表示數據在發送過程中,需要把切分的數據排上序號依次發送給接收方,這樣避免接收到數據在打包后的損壞問題。

  ack*num;此字段表示在數據發送中,排序號的數據發送給接收號,接收號按序號給出一個接收相應,避免序號紊亂問題。

  應用客戶端使用的源端口號一般為系統中未使用的且大於1024的,目的端口號為服務端應用服務的進程,如telnet為23.

 3.網絡連接的建立過程(TCP/IP)三次握手:

  

  簡要概括如下:一握手:請求建立連接(syn)

         二握手:連接確認再請求(ack syn)

           三握手:最后確認,即建立(ack)

 4.網絡連接建立過程(四次揮手):

  

  簡要概括如下:

  一揮手:請求連接斷開(fin)

  二揮手:斷開請求要確認(ack)

  三揮手:思考之后要斷開(fin,ack)

  四揮手:最后確認,即斷開(ack)

 5.網絡狀態轉換過程:

  

  客戶端獨有的:SYN_SENT 、FIN_WAIT1 、FIN_WAIT2 、CLOSING 、TIME_WAIT 。
     服務端獨有的:LISTEN、SYN_RCVD 、CLOSE_WAIT、LAST_ACK 。
  共有的:CLOSED、ESTABLISHED

三.網絡TCP/CP涉及的原理

  1.ARR協議原理:

  將ipv4地址解析為MAC地址

  維護映射的緩存

  

  原理說明:當主機1.1想要與其他主機通信發送消息時,需要向其他主機發送大量的廣播信息用於查找其他主機,同理其他主機想要發送消息也一樣,因此ARP協議就誕生了,當第一次找到其他主機時就會維護一個映射的緩存,下次在連接此主機就無需再發送廣播信息來查找主機了。因此ARP協議就是為了解決主機間相互連接時的廣播風暴問題。

 2.DNS協議原理:

  DNS是什么?(Domain Name System)

  DNS稱為域名系統,在網站運行中起到了至關重要的作用,只要作用是負責把網站域名解析為對應的IP地址。

  

  說明:域名的層次級別:

  第一個級別:稱為 根域名服務器 .(全球13個)
       第二個級別:稱為 頂級域名服務器(一級域名服務器).com .cn .gov
       第三個級別:稱為 二級域名服務器(授權DNS服務器).baidu.com .jd.com
       第四個級別:稱為 虛擬主機信息 www.baidu.com www.jd.com

  DNS解析相關命令
       dig @8.8.8.8 www.xxx.com +trace
       nslookup www.xxx.com
       host www.xxx.com    
       ping www.xxx.com


2019-03-04


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