TCP/IP模型與OSI模型

TCP/IP模型與OSI模型

1、TCP/IP協(xié)議簇

TCP/IP協(xié)議簇

2、應(yīng)用層

Telnet、SNMP、FTP、SSH、TFTP、HTTP、HTTPS、SMTP、POP、IGMP、DNS、DHCP

3、主機到主機層

傳輸控制協(xié)議（TCP） 面向連接 可靠傳輸 使用TCP的應(yīng)用：web瀏覽器、電子郵件、文件傳輸程序

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP） 高效 盡力傳輸 使用UDP的應(yīng)用：域名系統(tǒng)（DNS）、視頻系統(tǒng)、IP語音（VoIP）

4、特點

TCP：安全可靠、效率低

UDP：安全性低、效率高

TCP機制

1、TCP三次握手

TCP采用三次握手建立連接

TCP三次握手

第一次握手：Client向Server發(fā)送一個連接請求，在這過程中，標(biāo)志位SYN=1，發(fā)送序號seq=x，Client進入SYN_SENT狀態(tài)，等待Server確認(rèn)；（我要開始一個連接）

第二次握手：Server收到數(shù)據(jù)包后由標(biāo)志位SYN=1知道Client請求建立連接，Server將標(biāo)志位SYN和ACK都置為1，確認(rèn)序號ack=x+1，隨機產(chǎn)生一個發(fā)送序號seq=y，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Client以確認(rèn)連接請求，Server進入SYN_RCVD狀態(tài)；（好的，可以連接）

第三次握手：Client收到確認(rèn)后，檢查確認(rèn)序列號ACK是否為x+1，標(biāo)志位ACK是否為1，若正確，則將標(biāo)志位ACK置為1，確認(rèn)序號ACK=y+1，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server，Server檢查確認(rèn)序號ACK是否為y+1，標(biāo)志位ACK是否為1，若正確則連接成功，Client和Server進入ESTSBLISHED狀態(tài)。（好的，收到）

完成三次握手，客戶端和服務(wù)器端開始傳送數(shù)據(jù)。

2、TCP四次揮手

TCP采用四次揮手終止TCP連接

TCP四次揮手

第一次揮手：Client發(fā)送一個FIN=N，用來關(guān)閉Client到Server的數(shù)據(jù)傳輸，Client進入FN_WAIT_1狀態(tài)；（我要終止連接）

第二次揮手：Server收到FIN后，先發(fā)送ack=N+1，告知Client請求已收到，但Server還沒準(zhǔn)備好，繼續(xù)等Server的消息，這時Client進入FN_WAIT_2狀態(tài)；（可以終止連接）

第三次揮手：當(dāng)Server確認(rèn)數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完成，則向Client發(fā)送FIN=M確認(rèn)報文，告知Client數(shù)據(jù)發(fā)送完成了，準(zhǔn)備關(guān)閉連接，Server進入LAST_ACK狀態(tài)；（終止連接了）

第四次揮手：Client收到Server的斷開連接FIN=M確認(rèn)報文后，向Server發(fā)送ack=M+1確認(rèn)斷開報文，Client進入TIME_WAIT狀態(tài)；Server收到Client確認(rèn)斷開報文后，進入CLOSED狀態(tài)，斷開TCP連接。（好的，收到）

完成四次揮手，客戶端和服務(wù)器斷終止TCP連接。終止連接端可以是客戶端，也可以是服務(wù)器端。

3、端口號類型

范圍：0~65535

已劃分給特定協(xié)議，不能隨意使用：0~1023

可以有限的去使用：1024~49511

可以隨意使用：49512~65535

4、源/目的端口

源端口隨機分配，目標(biāo)端口使用已知端口

應(yīng)用客戶端使用的源端口號一般為系統(tǒng)中未使用且大于1023

目的端口號為服務(wù)器端應(yīng)用服務(wù)的進程，如telnet23

5、TCP的特點

TCP/IP 協(xié)議棧的傳輸層

面向連接的協(xié)議

全雙工模式運行

錯誤檢查

數(shù)據(jù)包序列化

接收確認(rèn)

數(shù)據(jù)恢復(fù)功能

IP

1、IP報頭

IP報頭

版本（Ver）：IP版本號。

報頭長度（IHL）：報頭的長度，單位為32 位字。

服務(wù)類型（Service Type）：服務(wù)類型指出應(yīng)如何處理數(shù)據(jù)報。

數(shù)據(jù)包總長度（Packet Length）：包括報頭和數(shù)據(jù)的總長度。

標(biāo)識（Identification）：唯一的IP分組值，用于區(qū)分不同的數(shù)據(jù)報。

標(biāo)志（Flag）：指出是否進行了分段。

片內(nèi)偏移（Frag.Offset）：在分組太大，無法放入一個幀中時，提供了分段和重組功能。它還使得因特網(wǎng)上可有不同的MTU （Maximum Transmission Unit ，最大傳輸單元）。

生存時間（Time to Live）：生成分組時給它指定的存活時間。如果分組到達目的地之前TTL就已到期，分組將被丟棄。這可避免IP 分組因?qū)ふ夷康牡夭粩嘣诰W(wǎng)絡(luò)中傳輸。0-255，ttl減少1，一般16跳足夠了。

協(xié)議（Protocol）：告訴IP上層用的是TCP（6）還是UDP（7）。

報頭校驗和（Header Checksum）：對報頭執(zhí)行CRC的結(jié)果。

源IP地址（Source Address）：發(fā)送方的32位IP地址。

目標(biāo)IP地址（Destination Address）：接收方的32位IP地址。

選頂（Options）：用于網(wǎng)絡(luò)測試、調(diào)試、安全等。

填充（Padding）

2、IP編址

IP地址長32 位，這些位被劃分成4 組，每組8 位。總的有2^32個地址，3 種方法描述IP 地址：

點分十進制表示，如172.16.57.186 。（常用）

二進制，如10101100.00010000.00111001.10111010。

十六進制，如AC.10.39.BA 。

IP編址

3、地址范圍

A類 ： 8位network/24位host 取值范圍 ：1~126 127.x.x.x本機回環(huán)地址（0xxxxxxx）

B類 ：16位network/16位host 取值范圍 ：128~191 （10xxxxxx）

C類 ：24位network/8位host 取值范圍 ：192~223 （110xxxxx）

D類 ：取值范圍 ：224~239 （1110xxxx）

E 類 ： 保留

4、私有地址

A類 ：10.0.0.0~10.255.255.255

B類 ：172.16.0.0~172.31.255.255

C類 ：192.168.0.0~192.168.255.255

5、ICMP（因特網(wǎng)控制消息協(xié)議）

作用：控制網(wǎng)絡(luò)層的連通性，面向連接的協(xié)議；用于向原節(jié)點發(fā)送“錯誤報告”信息。

原理：發(fā)送echo request，目標(biāo)收到后發(fā)送echo reply

常用命令：ping、traceroute

5.1、ping

ping是個應(yīng)用程序

工作原理： 發(fā)送ICMP的echo request ICMP被IP封裝，途徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備看到的是IP包 目標(biāo)主機接收到echo request后發(fā)送echo reply

ping通： 通信子網(wǎng)——去與回 資源子網(wǎng)——發(fā)送主機與接收主機

5.2、Traceroute

目的：探測到目標(biāo)主機所經(jīng)過的路徑

工作原理：利用IP頭部的TTL字段，TTL報超時信息探測每一個設(shè)備節(jié)點；從TTL=1開始發(fā)送，每次累加TTL值，直到達到目的地

6、ARP

ARP（地址解析協(xié)議）：通過廣播查詢IP對應(yīng)的MAC 過程：目標(biāo)主機在本地網(wǎng)絡(luò) 基本功能：將IPv4地址解析為MAC地址；維護映射緩存

代理ARP（Rroxy ARP）：目標(biāo)IP不在廣播域時，使用本接口MAC進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

RARP（逆向地址解析協(xié)議Reverse ARP）：通過MAC來獲得IP——DHCP

免費ARP： 端口UP時發(fā)送一個免費ARP，若地址有沖突就會回應(yīng) 當(dāng)設(shè)備變更了硬件（網(wǎng)卡），也會發(fā)送免費ARP，如果其他設(shè)備有相應(yīng)的ARP表，則將更新