网络协议原理

Posted 2022-11-20 EileenChang

文章目录

• 1 OSI七层参考模型
• 2 HTTP协议
• 3 TCP协议
• 4 网络层
• 5 链路层

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1 OSI七层参考模型

2 HTTP协议

cd /proc/$$/fd
[root@node1 ~]# cd /proc/$$/fd
[root@node1 fd]# exec 8<> /dev/tcp/www.baidu.com/80
[root@node1 fd]# ll
total 0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:07 0 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:07 1 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:07 2 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:08 255 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:09 8 -> socket:[24653]
[root@node1 fd]# echo -e 'GET / HTTP/1.0\\n' >& 8
[root@node1 fd]# cat <& 8
HTTP/1.0 200 OK
...
	<title>百度一下，你就知道</title>
...
[root@node1 fd]# exec 8>&-
[root@node1 fd]# ll
total 0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:07 0 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:07 1 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:07 2 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 May 27 16:08 255 -> /dev/pts/0

  上面演示了通过HTTP协议查看百度首页的过程。先通过文件描述符8和百度建立TCP连接，然后再发送一个HTTP请求，最后得到响应。可以看出，HTTP协议必须先通过底层建立连接之后，才能进行数据的传输。而HTTP协议，本质上就是定了数据的格式，比如，一个标准的HTTP请求消息，必须包含请求方法、URL、以及协议版本，一个标准的HTTP响应消息，都是以协议版本和状态码(HTTP/1.0 200 OK)开头。

3 TCP协议

[root@node1 fd]# netstat -natl
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State      
tcp        0      0 127.0.0.1:6380          0.0.0.0:*               LISTEN     
tcp        0      0 127.0.0.1:6381          0.0.0.0:*               LISTEN     
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN     
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN     
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN     
tcp        0     52 10.0.0.129:22           10.0.0.1:54520          ESTABLISHED
tcp6       0      0 ::1:6380                :::*                    LISTEN     
tcp6       0      0 ::1:6381                :::*                    LISTEN     
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN     
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN     
tcp6       0      0 :::3306                 :::*                    LISTEN     
tcp6       0      0 ::1:6379                :::*                    LISTEN     

  上面展示了服务器上所有的TCP连接，可以看到，一个连接可以由本地IP及端口和远程IP及端口唯一标识。TCP连接的建立需要经过三次握手的过程，而TCP连接的断开需要经过四次挥手的过程，其中包含了11中状态，这些内容将在后续文章中详细探讨。

4 网络层

  查看服务器网络配置：

[root@node1 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=dhcp
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes

  查看服务器路由表：

[root@node1 ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         10.0.0.2        0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
10.0.0.0        0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33

  当服务器需要访问某个地址，假设为133.212.159.139。详细步骤为：遍历路由条目，将133.212.159.139和掩码Genmask做与运算得到网络号，如果网络号和路由条目中的Destination(0.0.0.0)相同，则通过路由条目中的Gateway(10.0.0.2)发送出去，这就是下一跳机制。如果要访问的地址是10.0.0.139，最终得到的网络号是10.0.0.0，网管是0.0.0.0，说明其和目标地址处在同一网络中，则可以直接通信，无需下一跳。

5 链路层

[root@node1 ~]# arp -an
? (10.0.0.133) at <incomplete> on ens33
? (10.0.0.1) at 00:50:56:c0:00:08 [ether] on ens33
? (10.0.0.254) at 00:50:56:fd:76:0e [ether] on ens33

  每个路由节点都保存了相邻节点的mac地址和IP地市映射表，通过这张表可以将数据发送到相邻路由节点。