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网络基础知识

网络

OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构，以及各层协议

OSI分层（7层）：

  • 物理层（协议：RJ45、CLOCK、IEEE802.3 作用：通过媒介传输比特，确定机械及电气规范）
  • 数据链路层（协议：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC 作用：将比特组装成帧和点到点的传递）
  • 网络层（协议：IP、ICMP、ARP、IGRP 作用：负责数据包从源到宿的传递和网际互连）
  • 传输层（协议：TCP、UDP、SPX 作用：提供端到端的可靠报文传递和错误恢复）
  • 会话层（协议：NFS、SQL、RPC 作用：建立、管理和终止会话）
  • 表示层（协议：JPEG、MPEG、ASII 作用：对数据进行翻译、加密和压缩）
  • 应用层（协议：FTP、DNS、HTTP、WWW 作用：允许访问OSI环境的手段）

TCP/IP分层（4层）：

  • 网络接口层
  • 网际层
  • 运输层
  • 应用层

五层协议（5层）：

  • 物理层
  • 数据链路层
  • 网络层
  • 运输层
  • 应用层

IP地址的分类：

A类地址：以0开头， 第一个字节范围：1~126（1.0.0.0 - 126.255.255.255）；

B类地址：以10开头， 第一个字节范围：128~191（128.0.0.0 - 191.255.255.255）；

C类地址：以110开头， 第一个字节范围：192~223（192.0.0.0 - 223.255.255.255）；

D类地址：以1110开头，第一个字节范围：224~239（224.0.0.0 - 239.255.255.255）；（作为多播使用）

E类地址：保留

其中A、B、C是基本类，D、E类作为多播和保留使用。

以下是留用的内部私有地址：

A类 10.0.0.0--10.255.255.255

B类 172.16.0.0--172.31.255.255

C类 192.168.0.0--192.168.255.255

TCP三次握手和四次挥手：

建立连接需要三次握手，断开连接需要四次挥手

  • 第一次握手：客户端发送syn包（syn = 1，seq = x）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认

  • 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack = x + 1），同时自己也发送一个SYN包（syn = y），即SYN + ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态

  • 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack = y + 1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

    握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕之后。客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP连接都将被一直保持下去

  • 第一次挥手：主动关闭方发送一个FIN，用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我已经不会再给你发数据了，但是此时主动关闭方还可以接受数据

  • 第二次挥手：被动关闭方收到FIN包后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1

  • 第三次挥手：被动关闭方发送一个FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。

  • 第四次挥手：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手

在浏览器中输入www.baidu.com后的执行过程

  • 客户端浏览器通过DNS解析到百度的IP地址为220.181.27.48，通过这个IP地址找到客户端到服务端的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.181.27.48，然后通过TCP进行封装数据包，输入到网络层
  • 在客户端的传输层，把HTTP会话请求分成报文段，添加源和目的端口，如服务器使用80端口监听客户端的请求，客户端由系统随机选择一个端口如5000，与服务器进行交换，服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。
  • 客户端的网络层不用关心应用层或者传输层的东西，主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器，期间可能经过多个路由器，这些都是由路由器来完成的工作，我不作过多的描述，无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。
  • 客户端的链路层，包通过链路层发送到路由器，通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址，然后发送ARP请求查找目的地址，如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了，然后发送IP数据包到达服务器的地址。

TCP与UDP的区别：

TCP提供面向连接的、可靠的数据流传输，而UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。

TCP传输单位称为TCP报文段，UDP传输单位称为用户数据报。
TCP注重数据安全性，UDP数据传输快，因为不需要连接等待，少了许多操作，但是其安全性却一般。

TCP对应的协议：
（1） FTP：定义了文件传输协议，使用21端口。
（2） Telnet：一种用于远程登陆的端口，使用23端口，用户可以以自己的身份远程连接到计算机上，可提供基于DOS模式下的通信服务。
（3） SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件。服务器开放的是25号端口。
（4） POP3：它是和SMTP对应，POP3用于接收邮件。POP3协议所用的是110端口。
（5）HTTP：是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。
UDP对应的协议：
（1） DNS：用于域名解析服务，将域名地址转换为IP地址。DNS用的是53号端口。
（2） SNMP：简单网络管理协议，使用161号端口，是用来管理网络设备的。由于网络设备很多，无连接的服务就体现出其优势。
（3） TFTP(Trivial File Transfer Protocal)，简单文件传输协议，该协议在熟知端口69上使用UDP服务。

DNS域名系统，简单描述其工作原理

当DNS客户机需要在程序中使用名称时，它会查询DNS服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询信息包括三条信息：包括：

指定的DNS域名，指定的查询类型，DNS域名的指定类别。

基于UDP服务，端口53. 该应用一般不直接为用户使用，而是为其他应用服务，如HTTP，SMTP等在其中需要完成主机名到IP地址的转换。

交换机、路由器、网关：

  • 交换机：

    在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。

    交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背 部总线上

    交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。

  • 路由器：

    路由器（Router）是一种计算机网络设备，提供了路由与转送两种重要机制，可以决定数据包从来源端到目的端所经过 的路由路径（host到host之间的传输路径），这个过程称为路由；

    路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行)，这称为转 送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层，例如网际协议。

  • 网关：

    **网关（Gateway），网关顾名思义就是连接两个网络的设备，区别于路由器（由于历史的原因，许多有关TCP/IP 的文献曾经把网络层使用的路由器（Router）称为网关，在今天很多局域网采用都是路由来接入网络，因此现在通常指的网关就是路由器的IP），经常在家 庭中或者小型企业网络中使用，用于连接局域网和Internet。 **

posted @ 2020-09-05 17:45  LEI_Z  阅读(263)  评论(0)    收藏  举报