入门级网络知识汇编

IP地址

IP地址位数=网络位数+主机位数=32位。

子网掩码

子网掩码的位数就是网络的位数。它决定前多少位是网络位，多少位是主机数的.

• A类网络的网络位数是8位，子网掩码就是255.0.0.0，B类网络的网络位数是16位，子网掩码是255.255.0.0，C类是24位，255.255.255.0。
• 当两个不同子网的ip进行通信时，先去查询默认网关的mac,因为跨子网通讯需要默认网关的转发，而要和默认网关通讯，就需要获得其mac地址。

OSI网络参考模型：

• 物理层
• 数据链路层
• 网络层
• 传输层
• 会话层
• 表示层
• 应用层

为了方便记忆我缩写为 “ 物数网传会表应 ”。 下面是每层结构所对应的功能以及常用协议（由高层到低层）。

1. 应用层：确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3。
2. 表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。
3. 会话层：在两个节点之间建立端连接。为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。
4. 传输层：常规数据递送－面向连接或无连接。为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。 tcp udp。
5. 网络层：本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。它包括通过互连网络来路由和中继数据 ；除了选择路由之外，网络层还负责建立和维护连接，控制网络上的拥塞以及在必要的时候生成计费信息。常用设备有交换机。ip ipx ‘apple talk’
6. 数据链路层：在此层将数据分帧，并处理流控制。屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输（差错控制）。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址。常用设备有网卡、网桥、交换机。802.3、802.4、802.5、802.11、FDDI、ATM
7. 物理层：处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。常用设备有（各种物理设备）集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。v.24 v.35 RS232 RS485

TCP/IP模型

_TCP/IP是一组用于实现网络互连的通信协议。Internet网络体系结构以TCP/IP为核心。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次，它们分别是：网络访问层、网际互连层、传输层（主机到主机）、和应用层。 _

1. 应用层
   应用层对应于OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等.
2. 传输层
   传输层对应于OSI参考模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP).
   TCP协议提供的是一种可靠的、面向连接的数据传输服务；而UDP协议提供的则是不可靠的、无连接的数据传输服务.
3. 网际互联层
   网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。注重重新赋予主机一个IP地址来完成对主机的寻址，它还负责数据包在多种网络中的路由。该层有四个主要协议：网际协议（IP）、地址解析协议（ARP）、互联网组管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。
   IP协议是网际互联层最重要的协议，它提供的是一个不可靠、无连接的数据报传递服务。
4. 网络接入层（即主机-网络层）
   网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上，TCP/IP本身并未定义该层的协议，而由参与互连的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议，然后与TCP/IP的网络接入层进行连接。

常见协议解析

• __TCP 协议：__TCP是面向有链接安全的传输，是提供有序的传输，所以每个数据段都要标上一个序号当接收方收到乱序的包时，可以重新排序。
  基于TCP：CIFS, FTP, HTTP, HTTPS。
  Seq:一个Seq号的大小是根据上一个数据段的Seq号和长度相加来的。
  Len:该数据段的长度，TCP头部带的数据很多，所以不要以为Len=0就没有意义。
  Ack:确认号，比如甲方发送了“Seq:x,Len:y”,那么乙回复的确认号Ack就是:x+y。
  TCP头附带了很多标志位：
  SYN 这个标志头说明正在发起连接请求，因为连接是双方的，所以说双方都需要放一个SYN。
  FIN 这个标志头表明正在请求终止连接。
  RST 这个是用来重置一个混乱的连接，或者拒绝一个无效的请求。

TCP协议连接时的三次握手形象的表示：
客户端：“我能跟你建立连接吗？我的初始发送序号是x,如果你同意的话就Ack=x+1。”
服务器：“收到啦，Ack=x+1，我也想跟你建立连接。我的初始发送序号是Y,你如果答应就Ack=Y+1。”
客户端：“收到啦，Ack=Y+1。”
为什么要用三个包来建立连接，两个会不够可靠，比如说某个网络有多条路径，客户端请求建立连接的第一个包跑到一个延迟严重的路径上，所以迟迟没有得到回应，因此客户端以为是丢包了，又重新发送了一个包，第二次由于走了正确的路径很快完成工作并关闭了连接，对于客户端来说事情已经结束了，没想到它的第一个请求经过跋山涉水，还是达到了服务器，服务器并不知道这是一个旧的无效请求，所以按照惯例回复，假如TCP两次握手，服务器这样就建立了一个无效的连接，而在三次握手的机制下，客户端收到服务器的回复，知道这个连接是无效，所以发出一个拒绝包，就终止了连接。
TCP断开连接的“四次握手”。
客户端：“我希望断开连接（注意FIN标志）”。
服务端：“知道了，断开吧。”
服务端：“我这边的连接也想断开（请注意FIN标志）”。
客户端：“知道了，断开吧”。

Window Size:TCP的每个包的都含有Window Size,是在向对方声明自己的接收窗口。
RTO:超时重传。
快速重传：当发生拥塞时，后续的包到达接收方时，接收方会发现其Seq号比期望的值大，所以它每收到一个包就ACK一次期望的Seq号，以此提醒发送方重传。当发送方收到3个或者以上的重复确认（Dup Ack）时，就意识到相应的包丢失，从而立即重传它。这个过程称为快速重传，因为它不像超时重传时一样需要等待一段时间。
假设发送方发送了1，2，3，4，5，6，7，8，但是接收方就只收到了1，4，5，6，7，8（下面关于NewReno方案和SACK方案）
NewReno方案：当接收方收到重传过来的2号包之后，会回复一个Ack3，因此发送方可以推断出3号包也丢失了，把它也传一遍，因为丢的包都已经补全，所以回复一个Ack9,这时候发送方就可以传新的包了。但是当丢包量特别大的时候，就需要花费多个RTT(往返时间)来重传丢失的包。
SACK方案：接收到Ack2以后，顺便就把收到的包号告诉了发送方，就像这样：收到4号包时，告诉发送方：“我已经收到4号包，请给我2号包”。收到5号包时，告诉发送方：“我已经收到4，5包，请给我2号包”。... 因此发送方对丢包已经了如指掌了，在快速重传2号包之后，它接着传3号包就行了，然后再传9号包。
TCP的特点：

• 没有拥塞时，发送窗口越大，性能越好。
• 经常发生拥塞时，限制发送窗口能提高性能。
• 超时重传对性能影响很大，因为它有一段时间（RTO）是没有传输数据的。
• 快速重传对性能影响的小一些，因为它没有等待时间，而且拥塞窗口减少的幅度不是很大。
• SACK和NewReno有利于提高传输的效率，提高性能。
• 丢包对极小的文件比大文件严重。
• UDP协议：面向无链接的协议，UDP没有重传机制，所以丢包由应用层来处理，当传输的过程中，丢失一个包，则要重传整个包。UDP的协议头里面只有端口号，包长度，和验证码等少量的信息，总共就8个字节。
• DNS协议：域名解析协议，把域名解析成IP地址。有两种查询方式：递归查询，还有迭代查询。DNS除了能用来欺骗还能用来当作攻击，著名的DNS放大攻击就很厉害。
• ARP协议：地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

为什么要有ARP？
OSI 模式把网络工作分为七层，彼此不直接打交道，只通过接口(layre interface). IP地址在第三层, MAC地址在第二层。协议在发生数据包时，首先要封装第三层 （IP地址）和第二层 （MAC地址）的报头, 但协议只知道目的节点的IP地址，不知道其物理地址，又不能跨第二、三层，所以得用ARP的服务。

• __RARP协议：__RARP协议(Reverse Address Resolution Protocol)，反向地址转换协议。反向地址转换协议就是将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址，比如局域网中有一台主机只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责回答。RARP协议广泛用于获取无盘工作站的IP地址。

• __NFS协议：__network file system,NFS可以提供共享目录，分别挂在到多台客户端的本地目录上，当本地的客户端读写这些目录时，实际上就是在对NFS服务器上的读写，以下是NFS最显而易见的好处：

  • 节省本地存储空间，将常用的数据存放在一台NFS服务器上且可以通过网络访问，那么本地终端将可以减少自身存储空间的使用。
  • 用户不需要在网络中的每个机器上都建有Home目录，Home目录可以放在NFS服务器上且可以在网络上被访问使用。
  • 一些存储设备如软驱、CDROM和Zip（一种高储存密度的磁盘驱动器与磁盘）等都可以在网络上被别的机器使用。这可以减少整个网络上可移动介质设备的数量。

• __CIFS协议：__Common Internet File System。CIFS协议有三个版本：SMB,SMB2,SMB3，目前SMB,SMB2比较流行。在windows上创建一个CIFS共享非常简单，只需要右键单击，在选择属性里-->共享，在配置权限就行了，CIFS是基于TCP的。

• FTP协议：文件传输协议File Transfer Protocol，FTP的服务器端口号是21。采用明文传输，基于TCP。

• HTTP协议:超文本传输协议HyperText Transfer Protocol，HTTP的服务器端口号是80，无加密传输，基于TCP

• __HTTPS协议：__Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer，是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL，因此加密的详细内容就需要SSL，端口号是443，HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。

笔记来于<<Wireshark 网络分析就这么简单>> 林沛满 著