linux基础-TCP/IP协议篇

Posted 2021-03-24 小猪_佩奇

一.网络TCP/IP层次模型

　1.网络层次模型概念介绍：TCP/IP协议就是用于简化OSI层次，以及相关的标准。传输控制协议（tcp/ip）族是相关国防部（DoD）所创建的，主要用来确保数据的完整性及在毁灭性战争中维持通信

　　是由一组不同功能的协议组合在一起构成的协议族，利用一组协议完成OSI所实现的功能，不单单是指TCP.IP这两个协议。

　2.网络层析模型作用说明：

　　

　　OSI七层模型简化四层DoD模型，应用层、表示层、会话层统称为应用层，传输层称为主机到主机层，网络层即为因特网层，数据链路层和网络层统称为网络接入层。

　3.网络层次模型组成部分如图：

　　

　　每一层都包含了对应的协议规则，这里说明下ICMP协议，即为平时如果我们检查主机是否在线，通常使用ping 192.168.1.111,这里就用到了ICMP协议，如果ping不通也可能是ICMP协议关闭引起的哦！

　4.网络层次模型琢层说明

　　(1)首先应用层：

　　

　　应用层包含了以上诸多协议规则，包括一些对应的端口，其中除了TFTP是UDP协议之外，其他全部都为TCP协议。

　　(2)主机到主机层：

　　

　　主机到主机层只包含了两个TCP和UDP这两个网络协议

　　(3)因特网层/网络接入层：

　　

　　因特网层负责将分组报文从源端发送到目的端，为网络中的设备提供逻辑地址

二.网络TCP/IP模型精讲

　1.网络重要协议说明：

　　TCP（传输控制协议）：属于面向连接的网络协议，其可靠性相对UDP来说比较高、流控、使用TCP应用，例如WEB浏览器；电子邮件；文件传输程序。

　　UDP（用户报文协议）：属于无连接的网络协议，不可靠传输，尽力而为，尽力传递，使用的UDP应用，例如域名系统（DNS），视频流，IP语音程序等。

　2.网络协议报文结构：

　　源端口随机分配，目标端口使用知名端口，在linux系统上的/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_rang位置存放的是本地端口的取值范围。

　　由于TCP协议头部使用16位来保存端口号，所以端口的个数最多为65536个，2~16=65536,0号端口不会被tcp和udp协议使用。tcp和udp协议端口号范围是1-65535.

　　控制字段说明（控制字段信息默认为0，控制字段功能不起作用；控制字段信息置为1，表示相应控制字段功能开启）：

　　ack:表示确认控制字段，实现数据可靠连接

　　syn:表示请求建立连接字段

　　fin:表示请求断开连接字段

　　sep*num：此字段表示数据在发送过程中，需要把切分的数据排上序号依次发送给接收方，这样避免接收到数据在打包后的损坏问题。

　　ack*num;此字段表示在数据发送中，排序号的数据发送给接收号，接收号按序号给出一个接收相应，避免序号紊乱问题。

　　应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用的且大于1024的，目的端口号为服务端应用服务的进程，如telnet为23.

　3.网络连接的建立过程（TCP/IP）三次握手：

　　

　　简要概括如下：一握手：请求建立连接（syn）

　　　　　　　　　二握手：连接确认再请求（ack syn）

　　　　　　　　   三握手：最后确认，即建立（ack）

　4.网络连接建立过程（四次挥手）:

　　

　　简要概括如下：

　　一挥手：请求连接断开（fin）

　　二挥手：断开请求要确认（ack）

　　三挥手：思考之后要断开（fin,ack）

　　四挥手：最后确认，即断开（ack）

　5.网络状态转换过程：

　　

　　客户端独有的：SYN_SENT 、FIN_WAIT1 、FIN_WAIT2 、CLOSING 、TIME_WAIT 。
　    服务端独有的：LISTEN、SYN_RCVD 、CLOSE_WAIT、LAST_ACK 。
　　共有的：CLOSED、ESTABLISHED

三.网络TCP/CP涉及的原理

 　1.ARR协议原理：

　　将ipv4地址解析为MAC地址

　　维护映射的缓存

　　

　　原理说明：当主机1.1想要与其他主机通信发送消息时，需要向其他主机发送大量的广播信息用于查找其他主机，同理其他主机想要发送消息也一样，因此ARP协议就诞生了，当第一次找到其他主机时就会维护一个映射的缓存，下次在连接此主机就无需再发送广播信息来查找主机了。因此ARP协议就是为了解决主机间相互连接时的广播风暴问题。

　2.DNS协议原理：

　　DNS是什么？（Domain Name System）

　　DNS称为域名系统，在网站运行中起到了至关重要的作用，只要作用是负责把网站域名解析为对应的IP地址。

　　

　　说明：域名的层次级别：

　　第一个级别：称为 根域名服务器 .（全球13个）
       第二个级别：称为 顶级域名服务器（一级域名服务器）.com .cn .gov
       第三个级别：称为 二级域名服务器（授权DNS服务器）.baidu.com .jd.com
       第四个级别：称为 虚拟主机信息 www.baidu.com www.jd.com

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