計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)問題：網(wǎng)絡(luò)到底是什么？計(jì)算機(jī)之間是如何通信的？ 早期：聯(lián)機(jī)  以太網(wǎng) ： 局域網(wǎng)與交換機(jī)  廣播主機(jī)之間“一對(duì)所有”的通訊模式，網(wǎng)絡(luò)對(duì)其中每一臺(tái)主機(jī)發(fā)出的信號(hào)都進(jìn)行無條件復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā)，所有主機(jī)都可以接收到所有信息（不管你是否需要），由于其不用路徑選擇，所以其網(wǎng)絡(luò)成本可以很低廉。有線電視網(wǎng)就是典型的廣播型網(wǎng)絡(luò)，我們的電視機(jī)實(shí)際上是接受到所有頻道的信號(hào)，但只將一個(gè)頻道的信號(hào)還原成畫面。在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中也允許廣播的存在，但其被限制在二層交換機(jī)的局域網(wǎng)范圍內(nèi)，禁止廣播數(shù)據(jù)穿過路由器，防止廣播數(shù)據(jù)影響大面積的主機(jī)。 ip的址與ip協(xié)議 mac地址 head中包含的源和目標(biāo)地址由來：ethernet規(guī)定接入internet的設(shè)備都必須具備網(wǎng)卡，發(fā)送端和接收端的地址便是指網(wǎng)卡的地址，即mac地址。 mac地址：每塊網(wǎng)卡出廠時(shí)都被燒制上一個(gè)世界唯一的mac地址，長(zhǎng)度為48位2進(jìn)制，通常由12位16進(jìn)制數(shù)表示（前六位是廠商編號(hào)，后六位是流水線號(hào)） arp協(xié)議 ——查詢IP地址和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系 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。 主機(jī)發(fā)送信息時(shí)將包含目標(biāo)IP地址的ARP請(qǐng)求廣播到網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)，并接收返回消息，以此確定目標(biāo)的物理地址。 收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機(jī)ARP緩存中并保留一定時(shí)間，下次請(qǐng)求時(shí)直接查詢ARP緩存以節(jié)約資源。 地址解析協(xié)議是建立在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)主機(jī)互相信任的基礎(chǔ)上的，網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)可以自主發(fā)送ARP應(yīng)答消息，其他主機(jī)收到應(yīng)答報(bào)文時(shí)不會(huì)檢測(cè)該報(bào)文的真實(shí)性就會(huì)將其記入本機(jī)ARP緩存；由此攻擊者就可以向某一主機(jī)發(fā)送偽ARP應(yīng)答報(bào)文，使其發(fā)送的信息無法到達(dá)預(yù)期的主機(jī)或到達(dá)錯(cuò)誤的主機(jī)，這就構(gòu)成了一個(gè)ARP欺騙。ARP命令可用于查詢本機(jī)ARP緩存中IP地址和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系、添加或刪除靜態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系等。相關(guān)協(xié)議有RARP、代理ARP。NDP用于在IPv6中代替地址解析協(xié)議。 廣域網(wǎng)與路由器 路由器 路由器（Router），是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備，它會(huì)根據(jù)信道的情況自動(dòng)選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號(hào)。 路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐，'交通警察'。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實(shí)現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。路由和交換機(jī)之間的主要區(qū)別就是交換機(jī)發(fā)生在OSI參考模型第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換機(jī)在移動(dòng)信息的過程中需使用不同的控制信息，所以說兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。 路由器（Router）又稱網(wǎng)關(guān)設(shè)備（Gateway）是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，所謂邏輯網(wǎng)絡(luò)是代表一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或者一個(gè)子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，可通過路由器的路由功能來完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種子網(wǎng)，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備。 局域網(wǎng) 局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)成的計(jì)算機(jī)組。一般是方圓幾千米以內(nèi)。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的，可以由辦公室內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，也可以由一個(gè)公司內(nèi)的上千臺(tái)計(jì)算機(jī)組成。 子網(wǎng)掩碼 所謂”子網(wǎng)掩碼”，就是表示子網(wǎng)絡(luò)特征的一個(gè)參數(shù)。它在形式上等同于IP地址，也是一個(gè)32位二進(jìn)制數(shù)字，它的網(wǎng)絡(luò)部分全部為1，主機(jī)部分全部為0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知網(wǎng)絡(luò)部分是前24位，主機(jī)部分是后8位，那么子網(wǎng)絡(luò)掩碼就是 知道”子網(wǎng)掩碼”，我們就能判斷，任意兩個(gè)IP地址是否處在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。方法是將兩個(gè)IP地址與子網(wǎng)掩碼分別進(jìn)行AND運(yùn)算（兩個(gè)數(shù)位都為1，運(yùn)算結(jié)果為1，否則為0），然后比較結(jié)果是否相同，如果是的話，就表明它們?cè)谕粋€(gè)子網(wǎng)絡(luò)中，否則就不是。 例子 比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子網(wǎng)掩碼都是255.255.255.0，請(qǐng)問它們是否在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)？?jī)烧吲c子網(wǎng)掩碼分別進(jìn)行AND運(yùn)算，172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000AND運(yùn)算得網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000AND運(yùn)算得網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0結(jié)果都是172.16.10.0，因此它們?cè)谕粋€(gè)子網(wǎng)絡(luò)。總結(jié)一下，IP協(xié)議的作用主要有兩個(gè)，一個(gè)是為每一臺(tái)計(jì)算機(jī)分配IP地址，另一個(gè)是確定哪些地址在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。 tcp協(xié)議和udp協(xié)議用于應(yīng)用程序之間的通信。如果說ip地址和mac地址幫我們確定唯一的一臺(tái)機(jī)器，那么我們?cè)趺凑业揭慌_(tái)機(jī)器上的一個(gè)軟件呢？ 端口 一臺(tái)擁有IP地址的主機(jī)可以提供許多服務(wù)，比如Web服務(wù)、FTP服務(wù)、SMTP服務(wù)等，這些服務(wù)完全可以通過1個(gè)IP地址來實(shí)現(xiàn)。那么，主機(jī)是怎樣區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)呢？顯然不能只靠IP地址，因?yàn)镮P 地址與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的關(guān)系是一對(duì)多的關(guān)系。實(shí)際上是通過“IP地址+端口號(hào)”來區(qū)分不同的服務(wù)的。 TCP協(xié)議 當(dāng)應(yīng)用程序希望通過 TCP 與另一個(gè)應(yīng)用程序通信時(shí)，它會(huì)發(fā)送一個(gè)通信請(qǐng)求。這個(gè)請(qǐng)求必須被送到一個(gè)確切的地址。在雙方“握手”之后，TCP 將在兩個(gè)應(yīng)用程序之間建立一個(gè)全雙工 (full-duplex) 的通信。 這個(gè)全雙工的通信將占用兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間的通信線路，直到它被一方或雙方關(guān)閉為止。  三次握手 四次揮手 建立一個(gè)連接需要三次握手，而終止一個(gè)連接要經(jīng)過四次握手，這是由TCP的半關(guān)閉（half-close）造成的。(1) 某個(gè)應(yīng)用進(jìn)程首先調(diào)用close，稱該端執(zhí)行“主動(dòng)關(guān)閉”（active close）。該端的TCP于是發(fā)送一個(gè)FIN分節(jié)，表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。(2) 接收到這個(gè)FIN的對(duì)端執(zhí)行 “被動(dòng)關(guān)閉”（passive close），這個(gè)FIN由TCP確認(rèn)。注意：FIN的接收也作為一個(gè)文件結(jié)束符（end-of-file）傳遞給接收端應(yīng)用進(jìn)程，放在已排隊(duì)等候該應(yīng)用進(jìn)程接收的任何其他數(shù)據(jù)之后，因?yàn)椋?span>FIN的接收意味著接收端應(yīng)用進(jìn)程在相應(yīng)連接上再無額外數(shù)據(jù)可接收。(3) 一段時(shí)間后，接收到這個(gè)文件結(jié)束符的應(yīng)用進(jìn)程將調(diào)用close關(guān)閉它的套接字。這導(dǎo)致它的TCP也發(fā)送一個(gè)FIN。(4) 接收這個(gè)最終FIN的原發(fā)送端TCP（即執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉的那一端）確認(rèn)這個(gè)FIN。[1] 既然每個(gè)方向都需要一個(gè)FIN和一個(gè)ACK，因此通常需要4個(gè)分節(jié)。注意：(1) “通常”是指，某些情況下，步驟1的FIN隨數(shù)據(jù)一起發(fā)送，另外，步驟2和步驟3發(fā)送的分節(jié)都出自執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉那一端，有可能被合并成一個(gè)分節(jié)。[2] (2) 在步驟2與步驟3之間，從執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉一端到執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉一端流動(dòng)數(shù)據(jù)是可能的，這稱為“半關(guān)閉”（half-close）。(3) 當(dāng)一個(gè)Unix進(jìn)程無論自愿地（調(diào)用exit或從main函數(shù)返回）還是非自愿地（收到一個(gè)終止本進(jìn)程的信號(hào)）終止時(shí)，所有打開的描述符都被關(guān)閉，這也導(dǎo)致仍然打開的任何TCP連接上也發(fā)出一個(gè)FIN。無論是客戶還是服務(wù)器，任何一端都可以執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉。通常情況是，客戶執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉，但是某些協(xié)議，例如，HTTP/1.0卻由服務(wù)器執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉。[2] UDP協(xié)議 當(dāng)應(yīng)用程序希望通過UDP與一個(gè)應(yīng)用程序通信時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)之前源端和終端不建立連接。 當(dāng)它想傳送時(shí)就簡(jiǎn)單地去抓取來自應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡(luò)上。 tcp和udp的對(duì)比 TCP---傳輸控制協(xié)議,提供的是面向連接、可靠的字節(jié)流服務(wù)。當(dāng)客戶和服務(wù)器彼此交換數(shù)據(jù)前，必須先在雙方之間建立一個(gè)TCP連接，之后才能傳輸數(shù)據(jù)。TCP提供超時(shí)重發(fā)，丟棄重復(fù)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，流量控制等功能，保證數(shù)據(jù)能從一端傳到另一端。 更多的消息 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議與osi模型互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議按照功能不同分為osi七層或tcp/ip五層或tcp/ip四層  每層運(yùn)行常見物理設(shè)備  每層運(yùn)行常見的協(xié)議   #網(wǎng)絡(luò)##計(jì)算機(jī)##互聯(lián)網(wǎng)##網(wǎng)絡(luò)安全##科技新星創(chuàng)作營# |
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