Day 14 网络协议

常见网络设备：交换机  路由器  中继器 多协议网关（路由器的前身）

交换机：用于连接统一网络的设备，实现内网设备通信。

从广义上分为：局域网交换机，广域网交换机

从网络构成分为：接入层交换机，汇聚层交换机，核心层交换机

从传输速率分为：以太网交换机，快速以太网交换机（百兆），千兆以太网交换机

路由器：用于连接不同的网络，隔离广播域，实现跨网络通信。

网关：网络的出口，一般网关地址为该网段下的1或254，VMWare虚拟机NAT模式下网关为2

DNS：域名服务器（保存域名和IP地址之间的对应关系）

端口号：0-65535 （在传输层中） 实际可用1-65534

HTTP 80 HTTPS 443 DNS 53 Telnet 23

ftp 21、20 ssh 22 mysql 3306 php 9000

tomcat 8080（8005/8009）

zabbix 10050 10051 redis 6379 用来区分不同的应用程序。

常见传输媒介：双绞线（RJ45） 光纤

七层模型（OSI）

由国际标准化组织（ISO）制定的七层模型（OSI）

应用层：针对于应用约定的标准
HTTP：超文本传输协议
Telnet：远程协议
OICQ：qq的协议
HTTPS：安全超文本传输协议
SMTP\POP3：简单邮件传输协议(发)\邮局协议（收）

表示层：约束数据格式，负责格式转化，加密以及解密

会话层：建立、维护、解除会话，数据的传输通道

传输层：约定数据采用何种方式进行传递
TCP:传输控制协议，实现数据的可靠传输
UDP:用户数据报协议，实现数据的快速传输，不可靠

网络层：提供逻辑地址（IP地址，用于在网络中唯一的标识一台设备，作用于网络与网络间的通信，提供路由和选路）

数据链路层：提供MAC（物理）地址，用于在一条链路上唯一的标识一台设备，作用于网络内的通信。
MAC(物理地址)：烧写在网卡，全球唯一。MAC地址的有效范围仅限于本网络。

物理层：约定接口类型，传输速度，线缆针脚等。

路由器:为于OSI的第三层(网络层)
交换机:为于OSI的第二层(数据链路层)

TCP/IP模型

TCP/IPV4 4层模型

应用层（应用层+表示层+会话层）

传输层

网络层

网络接口层（物理层+数据链路层）

TCP/IPV4 5层模型

应用层（应用层+表示层+会话层）

传输层

网络层

数据链路层

物理层

数据封装/解封装过程

应用层产生一个数据,向外发送一个请求百度的指令DATA

→传输层：TCP+DATA→形成数据段

→网络层：IP+TCP+DATA(IP地址包含源ip地址和目的ip地址)→形成数据包

→数据链路层：帧头+IP+TCP+DATA+帧尾（帧头里有源MAC和目的MAC{通过ARP获取}）→形成数据帧

→物理层：将数据帧转化为比特流（一串二进制数），从网卡接口发出

解封装的过程相反

ARP请求与响应

ARP请求与响应的目的是为了获取需要通信目标的MAC地址

ARP工作原理：

请求方以广播报文的方式发送一个ARP request（who has 响应方IP?Tell 请求方IP）

响应方收到ARP request后，以单播报文的形式将自己的MAC地址封装进ARP relay中，发送给请求方（响应方IP is at 响应方MAC地址）

传输协议

传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol)：一种面向连接的协议，提供可靠的传输服务，通过重传机制，实现数据的可靠传输。

用户数据报协议 UDP (User Datagram protocol)：一种非面向连接的协议，提供不可靠的传输服务。

TCP的传输过程

Seq序列号：保障传输过程可靠。（缺点：发送速度，占据额外的带宽）
ACK：（确认消息）表示Acknowledgment Number字段有意义
SYN：（在建立TCP连接的时候使用）表示SYN报文
FIN：（在关闭TCP连接的时候使用）表示没有数据需要发送了

TCP建立连接的过程

在发送数据前，在源和目的间事先建立连接，也称为3次握手

A发送同步消息询问B

B收到后发送ACK的确认消息，并且也询问A发送同步消息

A收到后发送ACK确认消息回复给B

TCP关闭连接的过程

4次挥手

主机A向服务器发送一个FIN请求断开连接

服务器回复ACK

服务器向主机A发送一个FIN请求断开连接

主机A收到后回复ACK确认断开

UDP协议简介

UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当UDP它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上，接收端需要时直接在网络上接受。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。

UDP协议通常用于直播和视频传输领域

ICMP协议

ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，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、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

主要功能:
侦测远端主机是否存在
建立及维护路由资料
重导资料传送路径