互联网协议

Posted 2021-01-23 choisenhwa

## 互联网协议
- 概括：从上到下，越上越接近用户，越下越接近硬件
- 应用层:
    + 规定应用程序的数据格式
    + [HEAD(以太网标头) [HEAD(IP标头) [HEAD(TCP标头) DATA(应用层数据包)]]]

- 传输层(端口到端口的通信): 定义端口号
    + 端口：
        * 0到65535(2^16)的整数
        * 进程使用网卡的编号
        * 通过IP+mac确定主机，只要确定主机+端口(套接字socket)，就能进行程序间的通信
    + UDP协议：
        * 数据包中加入端口依赖的新协议
        * 数据包[HEAD(发送、接收mac) [HEAD(发送、接收ip) [HEAD(发送、接收端口) DATA]]]
        * 简单，可靠性差，不知道对方是否接受包
    + TCP协议：
        * 带有确认机制的UDP协议
        * 过程复杂，实现困难，消耗资源
        ```
          tcp/ip connect: tcp/ip的三次握手
                  标有syn的数据包
                  ------------->
                  标有syn/ack的数据包
          client  <-------------  server
                  标有ack的数据包
                  -------------->
        ```

- 网络层(主机到主机的通信):定义IP
        ```
          tcp/ip finish: tcp/ip的四次握手
                  fin
                  <-------------
                  ack
        client    -------------> server
                  fin
                  ------------->
                  ack
                  <-------------
        ```

- 网络层(主机到主机的通信):
    + IP协议
        * ipv4:
            - 32个二进制位表示，由网络部分和主机部分构成，
            - 子网掩码: 网络部分都为1，主机部分都为0，目的判断ip的网络部分，如255.255.255.0(11111111.11111111.11111111.00000000)
            - IP数据包：标头Head+数据Data,放进以太网数据包的Data部分[HEAD [HEAD DATA]]
            - IP数据包的传递：
                + 非同一网络：无法获得mac地址,发送数据到网关，网关处理
                    - ARP(Address Resolation Protocol): 解析地址协议，通过ip解析mac地址
                + 同一网络：mac地址填写FF:FF:FF:FF:FF:FF:FF，广播数据，对比ip，不符合丢包

- 链接层：定义mac
    + 定义数据包(帧Frame)
        * 标头(Head):数据包的一些说明项, 如发送者、接收者、数据类型
        * 数据(Data):数据包的具体内容
        * 数据包:[HEAD DATA]
    + 定义网卡和网卡唯一的mac地址
        * 以太网规定接入网络的所有终端都应该具有网卡接口，数据包必须是从一个网卡的mac地址到另一网卡接口的mac地址
        * mac全球唯一，16位16位进制组成，前6厂商编号，后6网卡流水号
    + 广播发送数据
        * 向本网络内的所有设备发送数据包，对比接收者mac地址，不是丢包，是接受

- 实体层：物理层
    + 终端(pc，phone，pad...)的物理连接(光缆，电缆，路由...)，负责传递0和1信号