TCP/IP模型與OSI模型
TCP/IP模型與OSI模型
1、TCP/IP協議簇
TCP/IP協議簇
2、應用層
Telnet、SNMP、FTP、SSH、TFTP、HTTP、HTTPS、SMTP、POP、IGMP、DNS、DHCP
3、主機到主機層
- 傳輸控制協議（TCP） 面向連接 可靠傳輸 使用TCP的應用：web瀏覽器、電子郵件、文件傳輸程序
- 用戶數據報協議（UDP） 高效 盡力傳輸 使用UDP的應用：域名系統（DNS）、視頻系統、IP語音（VoIP）
4、特點
- TCP：安全可靠、效率低
- UDP：安全性低、效率高
TCP機制
1、TCP三次握手
TCP採用三次握手建立連接
TCP三次握手
- 第一次握手：Client向Server發送一個連接請求，在這過程中，標誌位SYN=1，發送序號seq=x，Client進入SYN_SENT狀態，等待Server確認；（我要開始一個連接）
- 第二次握手：Server收到數據包後由標誌位SYN=1知道Client請求建立連接，Server將標誌位SYN和ACK都置為1，確認序號ack=x+1，隨機產生一個發送序號seq=y，並將該數據包發送給Client以確認連接請求，Server進入SYN_RCVD狀態；（好的，可以連接）
- 第三次握手：Client收到確認後，檢查確認序列號ACK是否為x+1，標誌位ACK是否為1，若正確，則將標誌位ACK置為1，確認序號ACK=y+1，並將該數據包發送給Server，Server檢查確認序號ACK是否為y+1，標誌位ACK是否為1，若正確則連接成功，Client和Server進入ESTSBLISHED狀態。（好的，收到）
- 完成三次握手，客戶端和服務器端開始傳送數據。
2、TCP四次揮手
TCP採用四次揮手終止TCP連接
TCP四次揮手
- 第一次揮手：Client發送一個FIN=N，用來關閉Client到Server的數據傳輸，Client進入FN_WAIT_1狀態；（我要終止連接）
- 第二次揮手：Server收到FIN後，先發送ack=N+1，告知Client請求已收到，但Server還沒準備好，繼續等Server的消息，這時Client進入FN_WAIT_2狀態；（可以終止連接）
- 第三次揮手：當Server確認數據已經發送完成，則向Client發送FIN=M確認報文，告知Client數據發送完成了，準備關閉連接，Server進入LAST_ACK狀態；（終止連接了）
- 第四次揮手：Client收到Server的斷開連接FIN=M確認報文後，向Server發送ack=M+1確認斷開報文，Client進入TIME_WAIT狀態；Server收到Client確認斷開報文後，進入CLOSED狀態，斷開TCP連接。（好的，收到）
- 完成四次揮手，客戶端和服務器斷終止TCP連接。終止連接端可以是客戶端，也可以是服務器端。
3、端口號類型
- 範圍：0~65535
- 已劃分給特定協議，不能隨意使用：0~1023
- 可以有限的去使用：1024~49511
- 可以隨意使用：49512~65535
4、源/目的端口
- 源端口隨機分配，目標端口使用已知端口
- 應用客戶端使用的源端口號一般為系統中未使用且大於1023
- 目的端口號為服務器端應用服務的進程，如telnet23
5、TCP的特點
- TCP/IP 協議棧的傳輸層
- 面向連接的協議
- 全雙工模式運行
- 錯誤檢查
- 數據包序列化
- 接收確認
- 數據恢復功能
IP
1、IP報頭
IP報頭
- 版本（Ver）：IP版本號。
- 報頭長度（IHL）：報頭的長度，單位為32 位字。
- 服務類型（Service Type）：服務類型指出應如何處理數據報。
- 數據包總長度（Packet Length）：包括報頭和數據的總長度。
- 標識（Identification）：唯一的IP分組值，用於區分不同的數據報。
- 標誌（Flag）：指出是否進行了分段。
- 片內偏移（Frag.Offset）：在分組太大，無法放入一個幀中時，提供了分段和重組功能。它還使得因特網上可有不同的MTU (Maximum Transmission Unit ，最大傳輸單元)。
- 生存時間（Time to Live）：生成分組時給它指定的存活時間。如果分組到達目的地之前TTL就已到期，分組將被丟棄。這可避免IP 分組因尋找目的地不斷在網絡中傳輸。0-255,ttl減少1，一般16跳足夠了。
- 協議（Protocol）：告訴IP上層用的是TCP（6）還是UDP（7）。
- 報頭校驗和（Header Checksum）：對報頭執行CRC的結果。
- 源IP地址（Source Address）：發送方的32位IP地址。
- 目標IP地址（Destination Address）：接收方的32位IP地址。
- 選頂（Options）：用於網絡測試、調試、安全等。
- 填充（Padding）
2、IP編址
IP地址長32 位，這些位被劃分成4 組，每組8 位。總的有2^32個地址，3 種方法描述IP 地址：
- 點分十進制表示，如172.16.57.186 。（常用）
- 二進制，如10101100.00010000.00111001.10111010。
- 十六進制，如AC.10.39.BA 。
IP編址
3、地址範圍
- A類 ： 8位network/24位host 取值範圍 ：1~126 127.x.x.x本機迴環地址（0xxxxxxx）
- B類 ：16位network/16位host 取值範圍 ：128~191 （10xxxxxx）
- C類 ：24位network/8位host 取值範圍 ：192~223 （110xxxxx）
- D類 ：取值範圍 ：224~239 (1110xxxx)
- E 類 ： 保留
4、私有地址
- A類 ：10.0.0.0~10.255.255.255
- B類 ：172.16.0.0~172.31.255.255
- C類 ：192.168.0.0~192.168.255.255
5、ICMP（因特網控制消息協議）
- 作用：控制網絡層的連通性，面向連接的協議；用於向原節點發送“錯誤報告”信息。
- 原理：發送echo request，目標收到後發送echo reply
- 常用命令：ping、traceroute
5.1、ping
- ping是個應用程序
- 工作原理： 發送ICMP的echo request ICMP被IP封裝，途徑的網絡設備看到的是IP包 目標主機接收到echo request後發送echo reply
- ping通： 通信子網——去與回 資源子網——發送主機與接收主機
5.2、Traceroute
- 目的：探測到目標主機所經過的路徑
- 工作原理：利用IP頭部的TTL字段，TTL報超時信息探測每一個設備節點；從TTL=1開始發送，每次累加TTL值，直到達到目的地
6、ARP
- ARP（地址解析協議）：通過廣播查詢IP對應的MAC 過程：目標主機在本地網絡 基本功能：將IPv4地址解析為MAC地址；維護映射緩存
- 代理ARP（Rroxy ARP）：目標IP不在廣播域時，使用本接口MAC進行數據轉發
- RARP（逆向地址解析協議Reverse ARP）：通過MAC來獲得IP——DHCP
- 免費ARP： 端口UP時發送一個免費ARP，若地址有衝突就會回應 當設備變更了硬件（網卡），也會發送免費ARP，如果其他設備有相應的ARP表，則將更新
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