目录

OSI七层协议模型

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

TCP/IP参考模型（协议栈）

应用层

传输层

网络层

网络接口层

常用端口

MAC和IP地址

ARP协议

ICMP

ping

traceroute

DNS

TCP和UDP

要求可靠传输

要求实时传出

TCP（传输控制协议）

应用

TCP三次握手

TCP四次挥手

UDP（用户数据报协议）

应用

问题

HTTP

浏览器键入URL后的访问流程

基础知识

计算机网络

1. OSI七层协议模型

   • 应用层

     • 各种应用程序服务、协议，如HTTP、FTP、SMTP、POP3
     • FTP,WWW,Telnet,NFS,SMTP,Gateway,SNMP

   • 表示层

     • 信息的语法语义以及它们的关联，如加密解密、转换翻译、压缩解压缩
     • TIFF,GIF,JPEG,PICT,ASCII,EBCDIC,encryption,MPEG,MIDI,HTML

   • 会话层

     • 不同机器上的用户之间建立及管理会话
     • RPC,SQL,NFS,NetBIOS,names,AppleTalk,ASP,DECnet,SCP

   • 传输层

     • 接收会话层的数据，在必要时将这些数据分隔，并把数据交给网络层，且保证这些数据段有效地到达对端。TCP/UDP
     • TCP，UDP，SPX

   • 网络层

     • 控制子网的运行，比如逻辑编址、分组传输、路由传输，最复杂的IP
     • 路由器，利用IP地址来确定数据转发的地址
     • IP，IPX，AppleTalk DDP，【ARP,RARP】

   • 数据链路层

     • 物理寻址，同时将原比特流转变为逻辑传输路线
     • 网桥、交换机，交换机基于MAC地址识别，用来进行封转转发数据包的机器
     • Frame Relay, HDLC, PPP, IEEE 802.3/802.2, FDDI, ATM, IEEE 802.5/802.2

   • 物理层

     • 机械、电子、定时接口通信信道上的原始比特流传输
     • 网卡，网线、集线器、中继器、调制解调器，集线器采用广播形式传输信息
     • EIA/TIA-232, EIA/TIA-499, V.35, V.24, RJ45, Ethernet, 802.3, 802.5, FDDI, NRZI, NRZ, B8ZS

• TCP/IP参考模型（协议栈）

  • 应用层

    • Telnet,FTP,SMTP,SNMP.

  • 传输层

    • TCP ,UDP,UGP

  • 网络层

    • IP,ICMP,IGMP，【ARP,RARP】

  • 网络接口层

• 常用端口

• MAC和IP地址

• ARP协议

  • 地址解析，解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址之间的映射问题，将IP地址解析为MAC地址，RARP是逆地址解析，根据MAC找IP

• ICMP

  • 网络控制报文协议，IP层协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息
  • 控制消息是指网络通不通，主机是否可达，路由器是否可用等网络本身的消息

• ping

  • 测试一台主机是否可达
  • 向指定的IP发送一定长度的ICMP协议的数据包，按照约定，如果指定IP地址存在的话就返回同样大小的数据包
  • 用类型码为0的ICMP发请求，收到请求的主机则用类型码为8的ICMP回应
  • 如果ping网站需要同DNS（应用层）将域名转换成IP地址

• traceroute

  • 用来侦测主机到目的主机之间所经路由情况的工具
  • 原理
    • 收到目的主机的IP后
    • 给目的主机发送一个TTL=1的UDP数据包
    • 经过第一个路由器收到这个数据包以后，TTL自动减一，同时产生一个主机可达的ICMP数据报给主机
    • 主机收到这个数据报之后再发送一个TTL=2的UDP数据报给目的主机，刺激第二个路由器给主机发ICMP数据报
    • 如此往复直到到达目的主机
    • 这样，traceroute就拿到了所有路由器的IP

• DNS

  • 域名系统，     将域名和IP地址      相互映射的一个分布式数据库
  • 运行在UDP协议上，使用端口号53

• TCP和UDP

  • 要求可靠传输

    • TCP
      • 可靠，面向连接，面向字节流

  • 要求实时传出

    • UDP
      • 不可靠，无连接，面向报文
  • 如何设计用UDP保证一定可靠性
  • 为什么TCP是可靠连接

• TCP（传输控制协议）

  • 应用

    • SMTP，电子邮件
    • TELNET，远程终端接入
    • HTTP，万维网
    • FTP，文件传输

  • TCP三次握手

    • 目的
      • 同步连接双方的序列号和确认号，并交换TCP窗口大小信息
    • 为什么需要三次握手
      • 防止已失效的连接请求报文突然又传送到了服务端，因而产生错误
    • 第一次握手
      • 客户端发送连接请求报文段，将SYN位置1，seq=x；客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器确认
    • 第二次握手
      • 服务器收到客户端的SYN报文段，需要对这个SYN报文段进行确认设置确认号ack=x+1；同时自己还要发送SYN同步请求，将SYN为置1，序列号seq=y；服务端将上述所有信息放到一个报文段（SYN+ACK），发送给客户端此时服务器进入SYN_RECV状态
    • 第三次握手
      • 客户端收到SYN+ACK报文，设置序列号seq=x+1,确认号ack=y+1，向服务器发送ACK报文段发送完毕后，客户端和服务端都进入ESTABLISHED状态，三次握手完成

  • TCP四次挥手

    • 第一次挥手
      • 若A认为数据发送已完成，则向B发送连接释放请求，设置FIN=1，序列号seq=x，A进入FIN_WAIT-1状态
    • 第二次挥手
      • B收到连接释放请求后，进入CLOSE_WAIT状态，并向A发送连接释放的应答，设置ACK=1，seq=v，ack=u+1A收到应答后，进入FIN_WAIT-2状态，等待B发送连接释放状态第二次挥手完成后，A到B方向上的连接已释放，B不会再接收数据，A不在发送数据，但B仍可以向A发送数据
    • 第三次握手
      • 当B向A发送完所有数据后，向A发送连接释放请求，设FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1，B进入LAST_ACK状态
    • 第四次挥手
      • A收到释放请求后，向B发送确认应答，此时A进入TIME_WAIT状态，该状态会持续2MSL时间，若该状态内没有收到B的重发请求，就进入CLOSED状态。B收到应答后，也进入CLOSED状态
    • 为什么需要四次挥手
      • TCP是全双工通信，前两次断开一个方向的连接，后两次断开一个方向的连接
    • 为什么需要2MSL
      • 为了保证A发送的最后一个确认报文能够到达B
      • 为了防止已失效的报文段出现在下一次的连接中
  • 拥塞控制
  • 流量控制

• UDP（用户数据报协议）

  • 应用

    • DNS，域名转换
    • TFTP，文件传输
    • SNMP，网络管理
    • NFS，远程文件服务器

  • 问题

    • 用udp下载的文件缺失了怎么判断，怎么补救

• HTTP

  • 超文本传输协议，客户端和服务器之间数据传输的格式规范
  • 状态码类别
    • 1XX
      • 信息，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作
    • 2XX
      • 成功，操作被成功接收并处理
    • 3XX
      • 重定向，需要进一步操作以完成请求
    • 4XX
      • 客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求
    • 5XX
      • 服务器错误，服务器在处理请求时发生了错误
  • header

• 浏览器键入URL后的访问流程

  • 解析判断地址是否合法
  • 查看缓存：浏览器缓存，系统缓存、路由器缓存，有就直接显示界面
  • 发送HTTP请求前，通过DNS域名解析，将网址解析成IP地址
  • 浏览器向服务器发起TCP三次握手
  • 连接成功后，TCP分割报文段发送HTTP请求数据包
  • 服务器收到请求，返回数据，TCP重组报文段到浏览器

• 基础知识

  • OSI
    • Open Systems Interconnection，开放系统互连
  • ISO
    • International Standards Organization，国际标准化组织
  • 协议
    • 一整套标准化的允许两个电子设备互相连接和交换信息的规则