入門級(jí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)匯編

IP地址

IP地址位數(shù)=網(wǎng)絡(luò)位數(shù)+主機(jī)位數(shù)=32位。

子網(wǎng)掩碼

子網(wǎng)掩碼的位數(shù)就是網(wǎng)絡(luò)的位數(shù)。它決定前多少位是網(wǎng)絡(luò)位，多少位是主機(jī)數(shù)的.

  • A類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)位數(shù)是8位，子網(wǎng)掩碼就是255.0.0.0，B類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)位數(shù)是16位，子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，C類是24位，255.255.255.0。
  • 當(dāng)兩個(gè)不同子網(wǎng)的ip進(jìn)行通信時(shí)，先去查詢默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的mac,因?yàn)榭缱泳W(wǎng)通訊需要默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)，而要和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)通訊，就需要獲得其mac地址。
OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型：
  • 物理層
  • 數(shù)據(jù)鏈路層
  • 網(wǎng)絡(luò)層
  • 傳輸層
  • 會(huì)話層
  • 表示層
  • 應(yīng)用層

為了方便記憶我縮寫為 “ 物數(shù)網(wǎng)傳會(huì)表應(yīng) ”。 下面是每層結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的功能以及常用協(xié)議（由高層到低層）。

  1. 應(yīng)用層：確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)，以滿足用戶的需要。HTTP，HTTPS，F(xiàn)TP，TELNET，SSH，SMTP，POP3。
  2. 表示層：主要用于處理兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。為上層用戶解決用戶信息的語法問題。它包括數(shù)據(jù)格式交換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與終端類型的轉(zhuǎn)換。
  3. 會(huì)話層：在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立端連接。為端系統(tǒng)的應(yīng)用程序之間提供了對(duì)話控制機(jī)制。
  4. 傳輸層：常規(guī)數(shù)據(jù)遞送－面向連接或無連接。為會(huì)話層用戶提供一個(gè)端到端的可靠、透明和優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)機(jī)制。 tcp udp。
  5. 網(wǎng)絡(luò)層：本層通過尋址來建立兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接，為源端的運(yùn)輸層送來的分組，選擇合適的路由和交換節(jié)點(diǎn)，正確無誤地按照地址傳送給目的端的運(yùn)輸層。它包括通過互連網(wǎng)絡(luò)來路由和中繼數(shù)據(jù) ；除了選擇路由之外，網(wǎng)絡(luò)層還負(fù)責(zé)建立和維護(hù)連接，控制網(wǎng)絡(luò)上的擁塞以及在必要的時(shí)候生成計(jì)費(fèi)信息。常用設(shè)備有交換機(jī)。ip ipx ‘a(chǎn)pple talk’
  6. 數(shù)據(jù)鏈路層：在此層將數(shù)據(jù)分幀，并處理流控制。屏蔽物理層，為網(wǎng)絡(luò)層提供一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路的連接，在一條有可能出差錯(cuò)的物理連接上，進(jìn)行幾乎無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸（差錯(cuò)控制）。本層指定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并提供硬件尋址。常用設(shè)備有網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、交換機(jī)。802.3、802.4、802.5、802.11、FDDI、ATM
  7. 物理層：處于OSI參考模型的最底層。物理層的主要功能是利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，以便透明的傳送比特流。常用設(shè)備有（各種物理設(shè)備）集線器、中繼器、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)線、雙絞線、同軸電纜。v.24 v.35 RS232 RS485
TCP/IP模型

_TCP/IP是一組用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的通信協(xié)議。Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以TCP/IP為核心。基于TCP/IP的參考模型將協(xié)議分成四個(gè)層次，它們分別是：網(wǎng)絡(luò)訪問層、網(wǎng)際互連層、傳輸層（主機(jī)到主機(jī)）、和應(yīng)用層。 _

  1. 應(yīng)用層
    應(yīng)用層對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的高層，為用戶提供所需要的各種服務(wù)，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等.
  2. 傳輸層
    傳輸層對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的傳輸層，為應(yīng)用層實(shí)體提供端到端的通信功能，保證了數(shù)據(jù)包的順序傳送及數(shù)據(jù)的完整性。該層定義了兩個(gè)主要的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP).
    TCP協(xié)議提供的是一種可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；而UDP協(xié)議提供的則是不可靠的、無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù).
  3. 網(wǎng)際互聯(lián)層
    網(wǎng)際互聯(lián)層對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層，主要解決主機(jī)到主機(jī)的通信問題。它所包含的協(xié)議設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的邏輯傳輸。注重重新賦予主機(jī)一個(gè)IP地址來完成對(duì)主機(jī)的尋址，它還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包在多種網(wǎng)絡(luò)中的路由。該層有四個(gè)主要協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議（IP）、地址解析協(xié)議（ARP）、互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）和互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議（ICMP）。
    IP協(xié)議是網(wǎng)際互聯(lián)層最重要的協(xié)議，它提供的是一個(gè)不可靠、無連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳遞服務(wù)。
  4. 網(wǎng)絡(luò)接入層（即主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層）
    網(wǎng)絡(luò)接入層與OSI參考模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相對(duì)應(yīng)。它負(fù)責(zé)監(jiān)視數(shù)據(jù)在主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間的交換。事實(shí)上，TCP/IP本身并未定義該層的協(xié)議，而由參與互連的各網(wǎng)絡(luò)使用自己的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然后與TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接入層進(jìn)行連接。
常見協(xié)議解析
  • __TCP 協(xié)議：__TCP是面向有鏈接安全的傳輸，是提供有序的傳輸，所以每個(gè)數(shù)據(jù)段都要標(biāo)上一個(gè)序號(hào)當(dāng)接收方收到亂序的包時(shí)，可以重新排序。
    基于TCP：CIFS, FTP, HTTP, HTTPS。
    Seq:一個(gè)Seq號(hào)的大小是根據(jù)上一個(gè)數(shù)據(jù)段的Seq號(hào)和長(zhǎng)度相加來的。
    Len:該數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度，TCP頭部帶的數(shù)據(jù)很多，所以不要以為L(zhǎng)en=0就沒有意義。
    Ack:確認(rèn)號(hào)，比如甲方發(fā)送了“Seq:x,Len:y”,那么乙回復(fù)的確認(rèn)號(hào)Ack就是:x+y。
    TCP頭附帶了很多標(biāo)志位：
    SYN 這個(gè)標(biāo)志頭說明正在發(fā)起連接請(qǐng)求，因?yàn)檫B接是雙方的，所以說雙方都需要放一個(gè)SYN。
    FIN 這個(gè)標(biāo)志頭表明正在請(qǐng)求終止連接。
    RST 這個(gè)是用來重置一個(gè)混亂的連接，或者拒絕一個(gè)無效的請(qǐng)求。

TCP協(xié)議連接時(shí)的三次握手形象的表示：
客戶端：“我能跟你建立連接嗎？我的初始發(fā)送序號(hào)是x,如果你同意的話就Ack=x+1。”
服務(wù)器：“收到啦，Ack=x+1，我也想跟你建立連接。我的初始發(fā)送序號(hào)是Y,你如果答應(yīng)就Ack=Y+1。”
客戶端：“收到啦，Ack=Y+1。”
為什么要用三個(gè)包來建立連接，兩個(gè)會(huì)不夠可靠，比如說某個(gè)網(wǎng)絡(luò)有多條路徑，客戶端請(qǐng)求建立連接的第一個(gè)包跑到一個(gè)延遲嚴(yán)重的路徑上，所以遲遲沒有得到回應(yīng)，因此客戶端以為是丟包了，又重新發(fā)送了一個(gè)包，第二次由于走了正確的路徑很快完成工作并關(guān)閉了連接，對(duì)于客戶端來說事情已經(jīng)結(jié)束了，沒想到它的第一個(gè)請(qǐng)求經(jīng)過跋山涉水，還是達(dá)到了服務(wù)器，服務(wù)器并不知道這是一個(gè)舊的無效請(qǐng)求，所以按照慣例回復(fù)，假如TCP兩次握手，服務(wù)器這樣就建立了一個(gè)無效的連接，而在三次握手的機(jī)制下，客戶端收到服務(wù)器的回復(fù)，知道這個(gè)連接是無效，所以發(fā)出一個(gè)拒絕包，就終止了連接。
TCP斷開連接的“四次握手”。
客戶端：“我希望斷開連接（注意FIN標(biāo)志）”。
服務(wù)端：“知道了，斷開吧。”
服務(wù)端：“我這邊的連接也想斷開（請(qǐng)注意FIN標(biāo)志）”。
客戶端：“知道了，斷開吧”。

Window Size:TCP的每個(gè)包的都含有Window Size,是在向?qū)Ψ铰暶髯约旱慕邮沾翱凇?br> RTO:超時(shí)重傳。
快速重傳：當(dāng)發(fā)生擁塞時(shí)，后續(xù)的包到達(dá)接收方時(shí)，接收方會(huì)發(fā)現(xiàn)其Seq號(hào)比期望的值大，所以它每收到一個(gè)包就ACK一次期望的Seq號(hào)，以此提醒發(fā)送方重傳。當(dāng)發(fā)送方收到3個(gè)或者以上的重復(fù)確認(rèn)（Dup Ack）時(shí)，就意識(shí)到相應(yīng)的包丟失，從而立即重傳它。這個(gè)過程稱為快速重傳，因?yàn)樗幌癯瑫r(shí)重傳時(shí)一樣需要等待一段時(shí)間。
假設(shè)發(fā)送方發(fā)送了1，2，3，4，5，6，7，8，但是接收方就只收到了1，4，5，6，7，8（下面關(guān)于NewReno方案和SACK方案）
NewReno方案：當(dāng)接收方收到重傳過來的2號(hào)包之后，會(huì)回復(fù)一個(gè)Ack3，因此發(fā)送方可以推斷出3號(hào)包也丟失了，把它也傳一遍，因?yàn)閬G的包都已經(jīng)補(bǔ)全，所以回復(fù)一個(gè)Ack9,這時(shí)候發(fā)送方就可以傳新的包了。但是當(dāng)丟包量特別大的時(shí)候，就需要花費(fèi)多個(gè)RTT(往返時(shí)間)來重傳丟失的包。
SACK方案：接收到Ack2以后，順便就把收到的包號(hào)告訴了發(fā)送方，就像這樣：收到4號(hào)包時(shí)，告訴發(fā)送方：“我已經(jīng)收到4號(hào)包，請(qǐng)給我2號(hào)包”。收到5號(hào)包時(shí)，告訴發(fā)送方：“我已經(jīng)收到4，5包，請(qǐng)給我2號(hào)包”。... 因此發(fā)送方對(duì)丟包已經(jīng)了如指掌了，在快速重傳2號(hào)包之后，它接著傳3號(hào)包就行了，然后再傳9號(hào)包。
TCP的特點(diǎn)：

  • 沒有擁塞時(shí)，發(fā)送窗口越大，性能越好。
  • 經(jīng)常發(fā)生擁塞時(shí)，限制發(fā)送窗口能提高性能。
  • 超時(shí)重傳對(duì)性能影響很大，因?yàn)樗幸欢螘r(shí)間（RTO）是沒有傳輸數(shù)據(jù)的。
  • 快速重傳對(duì)性能影響的小一些，因?yàn)樗鼪]有等待時(shí)間，而且擁塞窗口減少的幅度不是很大。
  • SACK和NewReno有利于提高傳輸?shù)男剩岣咝阅堋?/li>
  • 丟包對(duì)極小的文件比大文件嚴(yán)重。
  • UDP協(xié)議：面向無鏈接的協(xié)議，UDP沒有重傳機(jī)制，所以丟包由應(yīng)用層來處理，當(dāng)傳輸?shù)倪^程中，丟失一個(gè)包，則要重傳整個(gè)包。UDP的協(xié)議頭里面只有端口號(hào)，包長(zhǎng)度，和驗(yàn)證碼等少量的信息，總共就8個(gè)字節(jié)。
  • DNS協(xié)議：域名解析協(xié)議，把域名解析成IP地址。有兩種查詢方式：遞歸查詢，還有迭代查詢。DNS除了能用來欺騙還能用來當(dāng)作攻擊，著名的DNS放大攻擊就很厲害。
  • ARP協(xié)議：地址解析協(xié)議，即ARP（Address Resolution Protocol），是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。

為什么要有ARP？
OSI 模式把網(wǎng)絡(luò)工作分為七層，彼此不直接打交道，只通過接口(layre interface). IP地址在第三層, MAC地址在第二層。協(xié)議在發(fā)生數(shù)據(jù)包時(shí)，首先要封裝第三層 （IP地址）和第二層 （MAC地址）的報(bào)頭, 但協(xié)議只知道目的節(jié)點(diǎn)的IP地址，不知道其物理地址，又不能跨第二、三層，所以得用ARP的服務(wù)。

  • __RARP協(xié)議：__RARP協(xié)議(Reverse Address Resolution Protocol)，反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議。反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議就是將局域網(wǎng)中某個(gè)主機(jī)的物理地址轉(zhuǎn)換為IP地址，比如局域網(wǎng)中有一臺(tái)主機(jī)只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通過RARP協(xié)議發(fā)出征求自身IP地址的廣播請(qǐng)求，然后由RARP服務(wù)器負(fù)責(zé)回答。RARP協(xié)議廣泛用于獲取無盤工作站的IP地址。

  • __NFS協(xié)議：__network file system,NFS可以提供共享目錄，分別掛在到多臺(tái)客戶端的本地目錄上，當(dāng)本地的客戶端讀寫這些目錄時(shí)，實(shí)際上就是在對(duì)NFS服務(wù)器上的讀寫，以下是NFS最顯而易見的好處：

    • 節(jié)省本地存儲(chǔ)空間，將常用的數(shù)據(jù)存放在一臺(tái)NFS服務(wù)器上且可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問，那么本地終端將可以減少自身存儲(chǔ)空間的使用。
    • 用戶不需要在網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)機(jī)器上都建有Home目錄，Home目錄可以放在NFS服務(wù)器上且可以在網(wǎng)絡(luò)上被訪問使用。
    • 一些存儲(chǔ)設(shè)備如軟驅(qū)、CDROM和Zip（一種高儲(chǔ)存密度的磁盤驅(qū)動(dòng)器與磁盤）等都可以在網(wǎng)絡(luò)上被別的機(jī)器使用。這可以減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上可移動(dòng)介質(zhì)設(shè)備的數(shù)量。

  • __CIFS協(xié)議：__Common Internet File System。CIFS協(xié)議有三個(gè)版本：SMB,SMB2,SMB3，目前SMB,SMB2比較流行。在windows上創(chuàng)建一個(gè)CIFS共享非常簡(jiǎn)單，只需要右鍵單擊，在選擇屬性里-->共享，在配置權(quán)限就行了，CIFS是基于TCP的。

  • FTP協(xié)議：文件傳輸協(xié)議File Transfer Protocol，F(xiàn)TP的服務(wù)器端口號(hào)是21。采用明文傳輸，基于TCP。

  • HTTP協(xié)議:超文本傳輸協(xié)議HyperText Transfer Protocol，HTTP的服務(wù)器端口號(hào)是80，無加密傳輸，基于TCP

  • __HTTPS協(xié)議：__Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer，是以安全為目標(biāo)的HTTP通道，簡(jiǎn)單講是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL層，HTTPS的安全基礎(chǔ)是SSL，因此加密的詳細(xì)內(nèi)容就需要SSL，端口號(hào)是443，HTTPS協(xié)議是由SSL+HTTP協(xié)議構(gòu)建的可進(jìn)行加密傳輸、身份認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比http協(xié)議安全。

筆記來于<<Wireshark 網(wǎng)絡(luò)分析就這么簡(jiǎn)單>> 林沛滿 著

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