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TCP/IP模型與OSI模型

TCP/IP協(xié)議簇

Telnet、SNMP、FTP、SSH、TFTP、HTTP、HTTPS、SMTP、POP、IGMP、DNS、DHCP

• 傳輸控制協(xié)議（TCP） 面向連接 可靠傳輸 使用TCP的應(yīng)用：web瀏覽器、電子郵件、文件傳輸程序
• 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP） 高效 盡力傳輸 使用UDP的應(yīng)用：域名系統(tǒng)（DNS）、視頻系統(tǒng)、IP語(yǔ)音（VoIP）

• TCP：安全可靠、效率低
• UDP：安全性低、效率高

TCP采用三次握手建立連接

TCP三次握手

• 第一次握手：Client向Server發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求，在這過(guò)程中，標(biāo)志位SYN=1，發(fā)送序號(hào)seq=x，Client進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)，等待Server確認(rèn)；（我要開(kāi)始一個(gè)連接）
• 第二次握手：Server收到數(shù)據(jù)包后由標(biāo)志位SYN=1知道Client請(qǐng)求建立連接，Server將標(biāo)志位SYN和ACK都置為1，確認(rèn)序號(hào)ack=x+1，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)發(fā)送序號(hào)seq=y，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Client以確認(rèn)連接請(qǐng)求，Server進(jìn)入SYN_RCVD狀態(tài)；（好的，可以連接）
• 第三次握手：Client收到確認(rèn)后，檢查確認(rèn)序列號(hào)ACK是否為x+1，標(biāo)志位ACK是否為1，若正確，則將標(biāo)志位ACK置為1，確認(rèn)序號(hào)ACK=y+1，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server，Server檢查確認(rèn)序號(hào)ACK是否為y+1，標(biāo)志位ACK是否為1，若正確則連接成功，Client和Server進(jìn)入ESTSBLISHED狀態(tài)。（好的，收到）
• 完成三次握手，客戶端和服務(wù)器端開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。

TCP采用四次揮手終止TCP連接

TCP四次揮手

• 第一次揮手：Client發(fā)送一個(gè)FIN=N，用來(lái)關(guān)閉Client到Server的數(shù)據(jù)傳輸，Client進(jìn)入FN_WAIT_1狀態(tài)；（我要終止連接）
• 第二次揮手：Server收到FIN后，先發(fā)送ack=N+1，告知Client請(qǐng)求已收到，但Server還沒(méi)準(zhǔn)備好，繼續(xù)等Server的消息，這時(shí)Client進(jìn)入FN_WAIT_2狀態(tài)；（可以終止連接）
• 第三次揮手：當(dāng)Server確認(rèn)數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完成，則向Client發(fā)送FIN=M確認(rèn)報(bào)文，告知Client數(shù)據(jù)發(fā)送完成了，準(zhǔn)備關(guān)閉連接，Server進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)；（終止連接了）
• 第四次揮手：Client收到Server的斷開(kāi)連接FIN=M確認(rèn)報(bào)文后，向Server發(fā)送ack=M+1確認(rèn)斷開(kāi)報(bào)文，Client進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)；Server收到Client確認(rèn)斷開(kāi)報(bào)文后，進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，斷開(kāi)TCP連接。（好的，收到）
• 完成四次揮手，客戶端和服務(wù)器斷終止TCP連接。終止連接端可以是客戶端，也可以是服務(wù)器端。

• 范圍：0~65535
• 已劃分給特定協(xié)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

• 源端口隨機(jī)分配，目標(biāo)端口使用已知端口
• 應(yīng)用客戶端使用的源端口號(hào)一般為系統(tǒng)中未使用且大于1023
• 目的端口號(hào)為服務(wù)器端應(yīng)用服務(wù)的進(jìn)程，如telnet23

• TCP/IP 協(xié)議棧的傳輸層
• 面向連接的協(xié)議
• 全雙工模式運(yùn)行
• 錯(cuò)誤檢查
• 數(shù)據(jù)包序列化
• 接收確認(rèn)
• 數(shù)據(jù)恢復(fù)功能

IP報(bào)頭

• 版本（Ver）：IP版本號(hào)。
• 報(bào)頭長(zhǎng)度（IHL）：報(bào)頭的長(zhǎng)度，單位為32 位字。
• 服務(wù)類(lèi)型（Service Type）：服務(wù)類(lèi)型指出應(yīng)如何處理數(shù)據(jù)報(bào)。
• 數(shù)據(jù)包總長(zhǎng)度（Packet Length）：包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)的總長(zhǎng)度。
• 標(biāo)識(shí)（Identification）：唯一的IP分組值，用于區(qū)分不同的數(shù)據(jù)報(bào)。
• 標(biāo)志（Flag）：指出是否進(jìn)行了分段。
• 片內(nèi)偏移（Frag.Offset）：在分組太大，無(wú)法放入一個(gè)幀中時(shí)，提供了分段和重組功能。它還使得因特網(wǎng)上可有不同的MTU (Maximum Transmission Unit ，最大傳輸單元)。
• 生存時(shí)間（Time to Live）：生成分組時(shí)給它指定的存活時(shí)間。如果分組到達(dá)目的地之前TTL就已到期，分組將被丟棄。這可避免IP 分組因?qū)ふ夷康牡夭粩嘣诰W(wǎng)絡(luò)中傳輸。0-255,ttl減少1，一般16跳足夠了。
• 協(xié)議（Protocol）：告訴IP上層用的是TCP（6）還是UDP（7）。
• 報(bào)頭校驗(yàn)和（Header Checksum）：對(duì)報(bào)頭執(zhí)行CRC的結(jié)果。
• 源IP地址（Source Address）：發(fā)送方的32位IP地址。
• 目標(biāo)IP地址（Destination Address）：接收方的32位IP地址。
• 選頂（Options）：用于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、調(diào)試、安全等。
• 填充（Padding）

IP地址長(zhǎng)32 位，這些位被劃分成4 組，每組8 位?？偟挠?^32個(gè)地址，3 種方法描述IP 地址：

• 點(diǎn)分十進(jìn)制表示，如172.16.57.186 。（常用）
• 二進(jìn)制，如10101100.00010000.00111001.10111010。
• 十六進(jìn)制，如AC.10.39.BA 。

IP編址

• A類(lèi) ： 8位network/24位host 取值范圍 ：1~126 127.x.x.x本機(jī)回環(huán)地址（0xxxxxxx）
• B類(lèi) ：16位network/16位host 取值范圍 ：128~191 （10xxxxxx）
• C類(lèi) ：24位network/8位host 取值范圍 ：192~223 （110xxxxx）
• D類(lèi) ：取值范圍 ：224~239 (1110xxxx)
• E 類(lèi) ： 保留

• A類(lèi) ：10.0.0.0~10.255.255.255
• B類(lèi) ：172.16.0.0~172.31.255.255
• C類(lèi) ：192.168.0.0~192.168.255.255

• 作用：控制網(wǎng)絡(luò)層的連通性，面向連接的協(xié)議；用于向原節(jié)點(diǎn)發(fā)送“錯(cuò)誤報(bào)告”信息。
• 原理：發(fā)送echo request，目標(biāo)收到后發(fā)送echo reply
• 常用命令：ping、traceroute

• ping是個(gè)應(yīng)用程序
• 工作原理： 發(fā)送ICMP的echo request ICMP被IP封裝，途徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備看到的是IP包 目標(biāo)主機(jī)接收到echo request后發(fā)送echo reply
• ping通： 通信子網(wǎng)——去與回 資源子網(wǎng)——發(fā)送主機(jī)與接收主機(jī)

• 目的：探測(cè)到目標(biāo)主機(jī)所經(jīng)過(guò)的路徑
• 工作原理：利用IP頭部的TTL字段，TTL報(bào)超時(shí)信息探測(cè)每一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)；從TTL=1開(kāi)始發(fā)送，每次累加TTL值，直到達(dá)到目的地

• ARP（地址解析協(xié)議）：通過(guò)廣播查詢IP對(duì)應(yīng)的MAC 過(guò)程：目標(biāo)主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò) 基本功能：將IPv4地址解析為MAC地址；維護(hù)映射緩存
• 代理ARP（Rroxy ARP）：目標(biāo)IP不在廣播域時(shí)，使用本接口MAC進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
• RARP（逆向地址解析協(xié)議Reverse ARP）：通過(guò)MAC來(lái)獲得IP——DHCP
• 免費(fèi)ARP： 端口UP時(shí)發(fā)送一個(gè)免費(fèi)ARP，若地址有沖突就會(huì)回應(yīng) 當(dāng)設(shè)備變更了硬件（網(wǎng)卡），也會(huì)發(fā)送免費(fèi)ARP，如果其他設(shè)備有相應(yīng)的ARP表，則將更新