點(diǎn)擊「閱讀原文」查看良許原創(chuàng)精品視頻。
作者：Poll的筆記?
鏈接：https://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4781555.html

閱讀目錄

0. 前言
1. 網(wǎng)絡(luò)層次劃分
2. OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型
3. IP地址
4. 子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)絡(luò)劃分
5. ARP/RARP協(xié)議
6. 路由選擇協(xié)議
7. TCP/IP協(xié)議
8. UDP協(xié)議　
9. DNS協(xié)議
10. NAT協(xié)議
11. DHCP協(xié)議
12. HTTP協(xié)議
13. 一個(gè)舉例

0. 前言

　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或者說是約定的集合。因?yàn)椴煌脩舻臄?shù)據(jù)終端可能采取的字符集是不同的，兩者需要進(jìn)行通信，必須要在一定的標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行。一個(gè)很形象的比喻就是我們的語言，我們大天朝地廣人多，地方性語言也非常豐富，而且方言之間差距巨大。A地區(qū)的方言可能B地區(qū)的人根本無法接受，所以我們要為全國人民進(jìn)行溝通建立一個(gè)語言標(biāo)準(zhǔn)，這就是我們的普通話的作用。同樣，放眼全球，我們與外國友人溝通的語言是英語，所以我們才要苦逼地學(xué)習(xí)英語。

　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議同我們的語言一樣，多種多樣。而ARPA公司于1977年到1979年推出了一種名為ARPANET的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議受到了廣泛的熱捧，其中最主要的原因就是它推出了人盡皆知的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。目前TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為Internet中的“通用語言”，下圖為不同計(jì)算機(jī)群之間利用TCP/IP進(jìn)行通信的示意圖。

1. 網(wǎng)絡(luò)層次劃分

　　為了使不同計(jì)算機(jī)廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)能夠相互通信，以便在更大的范圍內(nèi)建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1978年提出了“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議劃分為七層，自下而上依次為：物理層（Physics Layer）、數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）、網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）、傳輸層（Transport Layer）、會話層（Session Layer）、表示層（Presentation Layer）、應(yīng)用層（Application Layer）。其中第四層完成數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，上面三層面向用戶。

　　除了標(biāo)準(zhǔn)的OSI七層模型以外，常見的網(wǎng)絡(luò)層次劃分還有TCP/IP四層協(xié)議以及TCP/IP五層協(xié)議，它們之間的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示：

2. OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型

　　TCP/IP協(xié)議毫無疑問是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議，沒有它就根本不可能上網(wǎng)，任何和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的操作都離不開TCP/IP協(xié)議。不管是OSI七層模型還是TCP/IP的四層、五層模型，每一層中都要自己的專屬協(xié)議，完成自己相應(yīng)的工作以及與上下層級之間進(jìn)行溝通。由于OSI七層模型為網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)層次劃分，所以我們以O(shè)SI七層模型為例從下向上進(jìn)行一一介紹。

　　1）物理層（Physical Layer）

　　激活、維持、關(guān)閉通信端點(diǎn)之間的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協(xié)議提供了一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的可靠的物理媒體。簡單的說，物理層確保原始的數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸。物理層記住兩個(gè)重要的設(shè)備名稱，中繼器（Repeater，也叫放大器）和集線器。

　　2）數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）

　　數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，其最基本的服務(wù)是將源自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。為達(dá)到這一目的，數(shù)據(jù)鏈路層必須具備一系列相應(yīng)的功能，主要有：如何將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)鏈路層中稱這種數(shù)據(jù)塊為幀（frame），幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位；如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調(diào)節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間提供數(shù)據(jù)鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。

　　有關(guān)數(shù)據(jù)鏈路層的重要知識點(diǎn)：

　　1>?數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸；

　　2>?基本數(shù)據(jù)單位為幀；

　　3> 主要的協(xié)議：以太網(wǎng)協(xié)議；

　　4> 兩個(gè)重要設(shè)備名稱：網(wǎng)橋和交換機(jī)。

　　3）網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）

　　網(wǎng)絡(luò)層的目的是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)透明傳送，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務(wù)使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)。如果您想用盡量少的詞來記住網(wǎng)絡(luò)層，那就是“路徑選擇、路由及邏輯尋址”。

　　網(wǎng)絡(luò)層中涉及眾多的協(xié)議，其中包括最重要的協(xié)議，也是TCP/IP的核心協(xié)議——IP協(xié)議。IP協(xié)議非常簡單，僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務(wù)。IP協(xié)議的主要功能有：無連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸、數(shù)據(jù)報(bào)路由選擇和差錯控制。與IP協(xié)議配套使用實(shí)現(xiàn)其功能的還有地址解析協(xié)議ARP、逆地址解析協(xié)議RARP、因特網(wǎng)報(bào)文協(xié)議ICMP、因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP。具體的協(xié)議我們會在接下來的部分進(jìn)行總結(jié)，有關(guān)網(wǎng)絡(luò)層的重點(diǎn)為：

　　1> 網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇。此外，網(wǎng)絡(luò)層還可以實(shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能；

　　2> 基本數(shù)據(jù)單位為IP數(shù)據(jù)報(bào)；

　　3> 包含的主要協(xié)議：

　　IP協(xié)議（Internet Protocol，因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議）;

　　ICMP協(xié)議（Internet Control Message Protocol，因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）;

　　ARP協(xié)議（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議）;

　　RARP協(xié)議（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協(xié)議）。

　　4> 重要的設(shè)備：路由器。

　　4）傳輸層（Transport Layer）

　　第一個(gè)端到端，即主機(jī)到主機(jī)的層次。傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。

　　傳輸層的任務(wù)是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最佳地利用網(wǎng)絡(luò)資源，為兩個(gè)端系統(tǒng)的會話層之間，提供建立、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為段或報(bào)文。

　　網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點(diǎn)，而傳輸層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應(yīng)的端口。

　　有關(guān)網(wǎng)絡(luò)層的重點(diǎn)：

　　1>?傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯控制和流量控制問題；

　　2> 包含的主要協(xié)議：TCP協(xié)議（Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）、UDP協(xié)議（User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）；

　　3> 重要設(shè)備：網(wǎng)關(guān)。

　　5）會話層

　　會話層管理主機(jī)之間的會話進(jìn)程，即負(fù)責(zé)建立、管理、終止進(jìn)程之間的會話。會話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗(yàn)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。

　　6）表示層

　　表示層對上層數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行變換以保證一個(gè)主機(jī)應(yīng)用層信息可以被另一個(gè)主機(jī)的應(yīng)用程序理解。表示層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)的加密、壓縮、格式轉(zhuǎn)換等。

　　7）應(yīng)用層

　　為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口。

　　會話層、表示層和應(yīng)用層重點(diǎn)：

　　1> 數(shù)據(jù)傳輸基本單位為報(bào)文；

　　2> 包含的主要協(xié)議：FTP（文件傳送協(xié)議）、Telnet（遠(yuǎn)程登錄協(xié)議）、DNS（域名解析協(xié)議）、SMTP（郵件傳送協(xié)議），POP3協(xié)議（郵局協(xié)議），HTTP協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol）。

3. IP地址

　　1）網(wǎng)絡(luò)地址

　　IP地址由網(wǎng)絡(luò)號（包括子網(wǎng)號）和主機(jī)號組成，網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)號為全0，網(wǎng)絡(luò)地址代表著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

　　2）廣播地址

　　廣播地址通常稱為直接廣播地址，是為了區(qū)分受限廣播地址。

　　廣播地址與網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)號正好相反，廣播地址中，主機(jī)號為全1。當(dāng)向某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址發(fā)送消息時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)都能收到該廣播消息。

　　3）組播地址

　　D類地址就是組播地址。

　　先回憶下A，B，C，D類地址吧：

　　A類地址以0開頭，第一個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號，地址范圍為：0.0.0.0~127.255.255.255；(modified @2016.05.31)

　　B類地址以10開頭，前兩個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號，地址范圍是：128.0.0.0~191.255.255.255;

　　C類地址以110開頭，前三個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號，地址范圍是：192.0.0.0~223.255.255.255。

　　D類地址以1110開頭，地址范圍是224.0.0.0~239.255.255.255，D類地址作為組播地址（一對多的通信）；

　　E類地址以1111開頭，地址范圍是240.0.0.0~255.255.255.255，E類地址為保留地址，供以后使用。

　　注：只有A,B,C有網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號之分，D類地址和E類地址沒有劃分網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號。

　　4）255.255.255.255

　　該IP地址指的是受限的廣播地址。受限廣播地址與一般廣播地址（直接廣播地址）的區(qū)別在于，受限廣播地址只能用于本地網(wǎng)絡(luò)，路由器不會轉(zhuǎn)發(fā)以受限廣播地址為目的地址的分組；一般廣播地址既可在本地廣播，也可跨網(wǎng)段廣播。例如：主機(jī)192.168.1.1/30上的直接廣播數(shù)據(jù)包后，另外一個(gè)網(wǎng)段192.168.1.5/30也能收到該數(shù)據(jù)報(bào)；若發(fā)送受限廣播數(shù)據(jù)報(bào)，則不能收到。

　　注：一般的廣播地址（直接廣播地址）能夠通過某些路由器（當(dāng)然不是所有的路由器），而受限的廣播地址不能通過路由器。

　　5）0.0.0.0

　　常用于尋找自己的IP地址，例如在我們的RARP，BOOTP和DHCP協(xié)議中，若某個(gè)未知IP地址的無盤機(jī)想要知道自己的IP地址，它就以255.255.255.255為目的地址，向本地范圍（具體而言是被各個(gè)路由器屏蔽的范圍內(nèi)）的服務(wù)器發(fā)送IP請求分組。

　　6）回環(huán)地址

　　127.0.0.0/8被用作回環(huán)地址，回環(huán)地址表示本機(jī)的地址，常用于對本機(jī)的測試，用的最多的是127.0.0.1。

　　7）A、B、C類私有地址

　　私有地址(private address)也叫專用地址，它們不會在全球使用，只具有本地意義。

　　A類私有地址：10.0.0.0/8，范圍是：10.0.0.0~10.255.255.255。

　　B類私有地址：172.16.0.0/12，范圍是：172.16.0.0~172.31.255.255。

　　C類私有地址：192.168.0.0/16，范圍是：192.168.0.0~192.168.255.255。

4. 子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)絡(luò)劃分

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網(wǎng)絡(luò)號占位太多，而主機(jī)號位太少，所以其能提供的主機(jī)地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業(yè)內(nèi)部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個(gè)高類別的IP地址進(jìn)行再劃分，以形成多個(gè)子網(wǎng)，提供給不同規(guī)模的用戶群使用。

　　這里主要是為了在網(wǎng)絡(luò)分段情況下有效地利用IP地址，通過對主機(jī)號的高位部分取作為子網(wǎng)號，從通常的網(wǎng)絡(luò)位界限中擴(kuò)展或壓縮子網(wǎng)掩碼，用來創(chuàng)建某類地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng)建更多的子網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)子網(wǎng)上的可用主機(jī)地址數(shù)目會比原先減少。

　　什么是子網(wǎng)掩碼？

　　子網(wǎng)掩碼是標(biāo)志兩個(gè)IP地址是否同屬于一個(gè)子網(wǎng)的，也是32位二進(jìn)制地址，其每一個(gè)為1代表該位是網(wǎng)絡(luò)位，為0代表主機(jī)位。它和IP地址一樣也是使用點(diǎn)式十進(jìn)制來表示的。如果兩個(gè)IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與的計(jì)算下所得結(jié)果相同，即表明它們共屬于同一子網(wǎng)中。

　　在計(jì)算子網(wǎng)掩碼時(shí)，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機(jī)地址或網(wǎng)絡(luò)地址全為“ 0”或“ 1”時(shí)的IP地址，它們代表著本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，一般是不能被計(jì)算在內(nèi)的。

　　子網(wǎng)掩碼的計(jì)算：

　　對于無須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來說，其子網(wǎng)掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP地址為 10.12.3.0，無須再分割子網(wǎng)，則該IP地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0。如果它是一個(gè)C類地址，則其子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關(guān)鍵要介紹的是一個(gè)IP地址，還需要將其高位主機(jī)位再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號，剩下的是每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)號，這時(shí)該如何進(jìn)行每個(gè)子網(wǎng)的掩碼計(jì)算。

　　下面總結(jié)一下有關(guān)子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò)劃分常見的面試考題：

　　1）利用子網(wǎng)數(shù)來計(jì)算

　　在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數(shù)目，以及每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的所需主機(jī)數(shù)目。

　　(1) 將子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制來表示。

　　如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個(gè)子網(wǎng)：27=11011。

　　(2) 取得該二進(jìn)制的位數(shù)，為N。

　　該二進(jìn)制為五位數(shù)，N = 5。

　　(3) 取得該IP地址的類子網(wǎng)掩碼，將其主機(jī)地址部分的前N位置1即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。

　　將B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機(jī)地址前5位置 1，得到 255.255.248.0。

　　2）利用主機(jī)數(shù)來計(jì)算

　　如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)有主機(jī)700臺：

　　(1) 將主機(jī)數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制來表示。

　　700=1010111100。

　　(2) 如果主機(jī)數(shù)小于或等于254（注意去掉保留的兩個(gè)IP地址），則取得該主機(jī)的二進(jìn)制位數(shù)，為N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說主機(jī)地址將占據(jù)不止8位。

　　該二進(jìn)制為十位數(shù)，N=10。

　　(3) 使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機(jī)地址位數(shù)全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。

　　將該B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機(jī)地址全部置1，得到255.255.255.255，然后再從后向前將后10位置0，即為：11111111.11111111.11111100.00000000，即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機(jī)為700臺的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

　　3）還有一種題型，要你根據(jù)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)量進(jìn)行子網(wǎng)地址的規(guī)劃和計(jì)算子網(wǎng)掩碼。這也可按上述原則進(jìn)行計(jì)算。

　　比如一個(gè)子網(wǎng)有10臺主機(jī)，那么對于這個(gè)子網(wǎng)需要的IP地址是：

　　10＋1＋1＋1＝13。

　　注意：加的第一個(gè)1是指這個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)所需的網(wǎng)關(guān)地址，接著的兩個(gè)1分別是指網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。

　　因?yàn)?3小于16（16等于2的4次方），所以主機(jī)位為4位。而256－16＝240，所以該子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。

　　如果一個(gè)子網(wǎng)有14臺主機(jī)，不少人常犯的錯誤是：依然分配具有16個(gè)地址空間的子網(wǎng)，而忘記了給網(wǎng)關(guān)分配地址。這樣就錯誤了，因?yàn)?span style="line-height: 1.5;">14＋1＋1＋1＝17，17大于16，所以我們只能分配具有32個(gè)地址（32等于2的5次方）空間的子網(wǎng)。這時(shí)子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.224。

5. ARP/RARP協(xié)議

　　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)不會檢測該報(bào)文的真實(shí)性就會將其記入本機(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地址的對應(yīng)關(guān)系、添加或刪除靜態(tài)對應(yīng)關(guān)系等。

　　ARP工作流程舉例：

　　主機(jī)A的IP地址為192.168.1.1，MAC地址為0A-11-22-33-44-01。

　　主機(jī)B的IP地址為192.168.1.2，MAC地址為0A-11-22-33-44-02。

　　當(dāng)主機(jī)A要與主機(jī)B通信時(shí)，地址解析協(xié)議可以將主機(jī)B的IP地址（192.168.1.2）解析成主機(jī)B的MAC地址，以下為工作流程：

　　（1）根據(jù)主機(jī)A上的路由表內(nèi)容，IP確定用于訪問主機(jī)B的轉(zhuǎn)發(fā)IP地址是192.168.1.2。然后A主機(jī)在自己的本地ARP緩存中檢查主機(jī)B的匹配MAC地址。

　　（2）如果主機(jī)A在ARP緩存中沒有找到映射，它將詢問192.168.1.2的硬件地址，從而將ARP請求幀廣播到本地網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)。源主機(jī)A的IP地址和MAC地址都包括在ARP請求中。本地網(wǎng)絡(luò)上的每臺主機(jī)都接收到ARP請求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機(jī)發(fā)現(xiàn)請求的IP地址與自己的IP地址不匹配，它將丟棄ARP請求。

　　（3）主機(jī)B確定ARP請求中的IP地址與自己的IP地址匹配，則將主機(jī)A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。

　　（4）主機(jī)B將包含其MAC地址的ARP回復(fù)消息直接發(fā)送回主機(jī)A。

　　（5）當(dāng)主機(jī)A收到從主機(jī)B發(fā)來的ARP回復(fù)消息時(shí)，會用主機(jī)B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機(jī)緩存是有生存期的，生存期結(jié)束后，將再次重復(fù)上面的過程。主機(jī)B的MAC地址一旦確定，主機(jī)A就能向主機(jī)B發(fā)送IP通信了。

　　逆地址解析協(xié)議，即RARP，功能和ARP協(xié)議相對，其將局域網(wǎng)中某個(gè)主機(jī)的物理地址轉(zhuǎn)換為IP地址，比如局域網(wǎng)中有一臺主機(jī)只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通過RARP協(xié)議發(fā)出征求自身IP地址的廣播請求，然后由RARP服務(wù)器負(fù)責(zé)回答。

　　RARP協(xié)議工作流程：

　　（1）給主機(jī)發(fā)送一個(gè)本地的RARP廣播，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址并且請求任何收到此請求的RARP服務(wù)器分配一個(gè)IP地址。

　　（2）本地網(wǎng)段上的RARP服務(wù)器收到此請求后，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對應(yīng)的IP地址。

　　（3）如果存在，RARP服務(wù)器就給源主機(jī)發(fā)送一個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包并將此IP地址提供給對方主機(jī)使用。

　　（4）如果不存在，RARP服務(wù)器對此不做任何的響應(yīng)。

　　（5）源主機(jī)收到從RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，就利用得到的IP地址進(jìn)行通訊；如果一直沒有收到RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，表示初始化失敗。

6. 路由選擇協(xié)議

　　常見的路由選擇協(xié)議有：RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議。

　　RIP協(xié)議?：底層是貝爾曼福特算法，它選擇路由的度量標(biāo)準(zhǔn)（metric)是跳數(shù)，最大跳數(shù)是15跳，如果大于15跳，它就會丟棄數(shù)據(jù)包。

　　OSPF協(xié)議?：Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先，底層是迪杰斯特拉算法，是鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議，它選擇路由的度量標(biāo)準(zhǔn)是帶寬，延遲。

7. TCP/IP協(xié)議

　　TCP/IP協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。通俗而言：TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡亍６鳬P是給因特網(wǎng)的每一臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備規(guī)定一個(gè)地址。

　　IP層接收由更低層（網(wǎng)絡(luò)接口層例如以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動程序）發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層；相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的，因?yàn)镮P并沒有做任何事情來確認(rèn)數(shù)據(jù)包是否按順序發(fā)送的或者有沒有被破壞，IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機(jī)的地址（源地址）和接收它的主機(jī)的地址（目的地址）。

?　　TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過三次握手建立連接，通訊完成時(shí)要拆除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。TCP提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù)，采用“帶重傳的肯定確認(rèn)”技術(shù)來實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)目煽啃浴CP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進(jìn)行流量控制，所謂窗口實(shí)際表示接收能力，用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。

　　TCP報(bào)文首部格式：

　　TCP協(xié)議的三次握手和四次揮手：

　　注：seq:"sequance"序列號；ack:"acknowledge"確認(rèn)號；SYN:"synchronize"請求同步標(biāo)志；；ACK:"acknowledge"確認(rèn)標(biāo)志"；FIN："Finally"結(jié)束標(biāo)志。

　　TCP連接建立過程：首先Client端發(fā)送連接請求報(bào)文，Server端接收連接后回復(fù)ACK報(bào)文，并為這次連接分配資源。Client端接收到ACK報(bào)文后也向Server端發(fā)生ACK報(bào)文，并分配資源，這樣TCP連接就建立了。

　　TCP連接斷開過程：假設(shè)Client端發(fā)起中斷連接請求，也就是發(fā)送FIN報(bào)文。Server端接到FIN報(bào)文后，意思是說"我Client端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)給你了"，但是如果你還有數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完成，則不必急著關(guān)閉Socket，可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。所以你先發(fā)送ACK，"告訴Client端，你的請求我收到了，但是我還沒準(zhǔn)備好，請繼續(xù)等我的消息"。這個(gè)時(shí)候Client端就進(jìn)入FIN_WAIT狀態(tài)，繼續(xù)等待Server端的FIN報(bào)文。當(dāng)Server端確定數(shù)據(jù)已發(fā)送完成，則向Client端發(fā)送FIN報(bào)文，"告訴Client端，好了，我這邊數(shù)據(jù)發(fā)完了，準(zhǔn)備好關(guān)閉連接了"。Client端收到FIN報(bào)文后，"就知道可以關(guān)閉連接了，但是他還是不相信網(wǎng)絡(luò)，怕Server端不知道要關(guān)閉，所以發(fā)送ACK后進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，如果Server端沒有收到ACK則可以重傳"。Server端收到ACK后，"就知道可以斷開連接了"。Client端等待了2MSL后依然沒有收到回復(fù)，則證明Server端已正常關(guān)閉，那好，我Client端也可以關(guān)閉連接了。Ok，TCP連接就這樣關(guān)閉了！

　　為什么要三次揮手？

　　在只有兩次“握手”的情形下，假設(shè)Client想跟Server建立連接，但是卻因?yàn)橹型具B接請求的數(shù)據(jù)報(bào)丟失了，故Client端不得不重新發(fā)送一遍；這個(gè)時(shí)候Server端僅收到一個(gè)連接請求，因此可以正常地建立連接。但是，有時(shí)候Client端重新發(fā)送請求不是因?yàn)閿?shù)據(jù)報(bào)丟失了，而是有可能數(shù)據(jù)傳輸過程因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)并發(fā)量很大在某結(jié)點(diǎn)被阻塞了，這種情形下Server端將先后收到2次請求，并持續(xù)等待兩個(gè)Client請求向他發(fā)送數(shù)據(jù)...問題就在這里，Cient端實(shí)際上只有一次請求，而Server端卻有2個(gè)響應(yīng)，極端的情況可能由于Client端多次重新發(fā)送請求數(shù)據(jù)而導(dǎo)致Server端最后建立了N多個(gè)響應(yīng)在等待，因而造成極大的資源浪費(fèi)！所以，“三次握手”很有必要！

　　為什么要四次揮手？

　　試想一下，假如現(xiàn)在你是客戶端你想斷開跟Server的所有連接該怎么做？第一步，你自己先停止向Server端發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待Server的回復(fù)。但事情還沒有完，雖然你自身不往Server發(fā)送數(shù)據(jù)了，但是因?yàn)槟銈冎耙呀?jīng)建立好平等的連接了，所以此時(shí)他也有主動權(quán)向你發(fā)送數(shù)據(jù)；故Server端還得終止主動向你發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待你的確認(rèn)。其實(shí)，說白了就是保證雙方的一個(gè)合約的完整執(zhí)行！

　　使用TCP的協(xié)議：FTP（文件傳輸協(xié)議）、Telnet（遠(yuǎn)程登錄協(xié)議）、SMTP（簡單郵件傳輸協(xié)議）、POP3（和SMTP相對，用于接收郵件）、HTTP協(xié)議等。

8. UDP協(xié)議

　　UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，是面向無連接的通訊協(xié)議，UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)送。UDP通訊時(shí)不需要接收方確認(rèn)，屬于不可靠的傳輸，可能會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用中要求程序員編程驗(yàn)證。

　　UDP與TCP位于同一層，但它不管數(shù)據(jù)包的順序、錯誤或重發(fā)。因此，UDP不被應(yīng)用于那些使用虛電路的面向連接的服務(wù)，UDP主要用于那些面向查詢---應(yīng)答的服務(wù)，例如NFS。相對于FTP或Telnet，這些服務(wù)需要交換的信息量較小。

　　每個(gè)UDP報(bào)文分UDP報(bào)頭和UDP數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。報(bào)頭由四個(gè)16位長（2字節(jié)）字段組成，分別說明該報(bào)文的源端口、目的端口、報(bào)文長度以及校驗(yàn)值。UDP報(bào)頭由4個(gè)域組成，其中每個(gè)域各占用2個(gè)字節(jié)，具體如下：

　　（1）源端口號；

　　（2）目標(biāo)端口號；

　　（3）數(shù)據(jù)報(bào)長度；

　　（4）校驗(yàn)值。

　　使用UDP協(xié)議包括：TFTP（簡單文件傳輸協(xié)議）、SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）、DNS（域名解析協(xié)議）、NFS、BOOTP。

　　TCP?與?UDP?的區(qū)別：TCP是面向連接的，可靠的字節(jié)流服務(wù)；UDP是面向無連接的，不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。

9. DNS協(xié)議

　　DNS是域名系統(tǒng)(DomainNameSystem)的縮寫，該系統(tǒng)用于命名組織到域?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)中的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可以簡單地理解為將URL轉(zhuǎn)換為IP地址。域名是由圓點(diǎn)分開一串單詞或縮寫組成的，每一個(gè)域名都對應(yīng)一個(gè)唯一的IP地址，在Internet上域名與IP地址之間是一一對應(yīng)的，DNS就是進(jìn)行域名解析的服務(wù)器。DNS命名用于Internet等TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，通過用戶友好的名稱查找計(jì)算機(jī)和服務(wù)。

10. NAT協(xié)議

　　NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù)，是一種將私有（保留）地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，隱藏并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)。

11. DHCP協(xié)議

　　DHCP動態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議（Dynamic Host Configuration Protocol）是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要有兩個(gè)用途：給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動分配IP地址，給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對所有計(jì)算機(jī)作中央管理的手段。

12. HTTP協(xié)議

　　超文本傳輸協(xié)議（HTTP，HyperText Transfer Protocol）是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所有的WWW文件都必須遵守這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　HTTP?協(xié)議包括哪些請求？

　　GET：請求讀取由URL所標(biāo)志的信息。

　　POST：給服務(wù)器添加信息（如注釋）。

　　PUT：在給定的URL下存儲一個(gè)文檔。

　　DELETE：刪除給定的URL所標(biāo)志的資源。

　　HTTP?中，?POST?與?GET?的區(qū)別？

　　1）Get是從服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)，Post是向服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)。

　　2）Get是把參數(shù)數(shù)據(jù)隊(duì)列加到提交表單的Action屬性所指向的URL中，值和表單內(nèi)各個(gè)字段一一對應(yīng)，在URL中可以看到。

　　3）Get傳送的數(shù)據(jù)量小，不能大于2KB；Post傳送的數(shù)據(jù)量較大，一般被默認(rèn)為不受限制。

　　4）根據(jù)HTTP規(guī)范，GET用于信息獲取，而且應(yīng)該是安全的和冪等的。

　　I. 所謂?安全的?意味著該操作用于獲取信息而非修改信息。換句話說，GET請求一般不應(yīng)產(chǎn)生副作用。就是說，它僅僅是獲取資源信息，就像數(shù)據(jù)庫查詢一樣，不會修改、增加數(shù)據(jù)，不會影響資源的狀態(tài)。

　　II.?所謂?冪等的?意味著對同一URL的多個(gè)請求應(yīng)該返回同樣的結(jié)果。

13. 一個(gè)舉例

　　在瀏覽器中輸入?www.baidu.com??后執(zhí)行的全部過程：

　　現(xiàn)在假設(shè)如果我們在客戶端瀏覽器中輸入http://www.baidu.com，而baidu.com為要訪問的服務(wù)器，下面詳細(xì)分析客戶端為了訪問服務(wù)器而執(zhí)行的一系列關(guān)于協(xié)議的操作：

　　1）客戶端瀏覽器通過DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通過這個(gè)IP地址找到客戶端到服務(wù)器的路徑。客戶端瀏覽器發(fā)起一個(gè)HTTP會話到220.161.27.48，然后通過TCP進(jìn)行封裝數(shù)據(jù)包，輸入到網(wǎng)絡(luò)層。

　　2）在客戶端的傳輸層，把HTTP會話請求分成報(bào)文段，添加源和目的端口，如服務(wù)器使用80端口監(jiān)聽客戶端的請求，客戶端由系統(tǒng)隨機(jī)選擇一個(gè)端口如5000，與服務(wù)器進(jìn)行交換，服務(wù)器把相應(yīng)的請求返回給客戶端的5000端口。然后使用IP層的IP地址查找目的端。

　　3）客戶端的網(wǎng)絡(luò)層不用關(guān)系應(yīng)用層或者傳輸層的東西，主要做的是通過查找路由表確定如何到達(dá)服務(wù)器，期間可能經(jīng)過多個(gè)路由器，這些都是由路由器來完成的工作，不作過多的描述，無非就是通過查找路由表決定通過哪個(gè)路徑到達(dá)服務(wù)器。

　　4）客戶端的鏈路層，包通過鏈路層發(fā)送到路由器，通過鄰居協(xié)議查找給定IP地址的MAC地址，然后發(fā)送ARP請求查找目的地址，如果得到回應(yīng)后就可以使用ARP的請求應(yīng)答交換的IP數(shù)據(jù)包現(xiàn)在就可以傳輸了，然后發(fā)送IP數(shù)據(jù)包到達(dá)服務(wù)器的地址。

良許個(gè)人微信

添加良許個(gè)人微信即送3套程序員必讀資料

→ 精選技術(shù)資料共享

→ 高手如云交流社群

本公眾號全部博文已整理成一個(gè)目錄，請?jiān)诠娞柪锘貜?fù)「m」獲取！

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識總結(jié)

點(diǎn)擊「閱讀原文」查看良許原創(chuàng)精品視頻。作者：Poll的筆記?鏈接：https://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4781555.html