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来源：互联网　2023-05-30 09:38:47

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(资料图)

*** 学习( *** 入门知识学习)

*** 技术的基本原理:

1. *** 层次结构

2.OSI七层 *** 模型

3.国际电脑互联网地址

4.子网掩码和 *** 划分

5.ARP/RARP协议

6.路由协议

Tcp/IP协议

Udp协议

9.DNS协议

10.NAT协议

11.DHCP协议

12.HTTP协议

13.一个例子

*** 学习的核心内容是 *** 协议的学习。 *** 是为计算机 *** 中的数据交换而建立的一套规则、标准或约定。由于不同用户的数据终端可能采用不同的字符集，需要相互通信，必须在一定的标准上进行。

*** 协议就像我们的语言一样多种多样。ARPA公司在1977年到1979年推出了一个名为ARPANET的 *** 协议，受到了广泛的欢迎。主要原因是它推出了众所周知的TCP/IP标准 *** 协议。目前，TCP/IP协议已经成为互联网上的“通用语言”。下图显示了不同计算机组之间使用TCP/IP进行通信的示意图。

1. *** 层次结构

1978年，国际标准化组织(ISO)提出了“开放友谊资源 *** 系统互联参考模型”，即著名的OSI/RM模型(Open System interconnect/Reference Model)，目的是使不同计算机厂商生产的计算机能够相互通信，从而在更大范围内建立计算机 *** 。

它将计算机 *** 体系结构的通信协议分为七层，自下而上:

物理层(物理学层)

数据链路层(数据链路层)

*** 层( *** 层)

传输层(传输层)

会话层

表示层(表现层)

应用层(应用层)

第四层完成数据传输服务，上面三层为用户提供服务。

除了标准的OSI七层模型，常见的 *** 层次结构还有TCP/IP四层协议和TCP/IP五层协议，它们之间的对应关系如下图所示:

2.OSI七层 *** 模型

TCP/IP协议无疑是互联网的基础协议。没有它，就无法上网。任何与互联网相关的操作都离不开TCP/IP协议。无论是OSI七层模型，还是TCP/IP四层、五层模型，每一层都需要有自己的专属协议来完成相应的工作，与上下层进行通信。由于OSI七层模型是 *** 的标准层次划分，我们以OSI七层模型为例，自下而上的介绍。

1)物理层(物理层)

激活、维护和关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。这一层为上层协议传输数据提供了可靠的物理介质。简单来说，物理层保证原始数据可以在各种物理介质上传输。记住物理层中两个重要的设备名称，中继器(也称为放大器)和集线器。

2)数据链路层(数据链路层)

数据链路层根据物理层提供的服务向 *** 层提供服务。它最基本的服务是将数据从 *** 层可靠地传输到相邻节点的目标 *** 层。要实现这个目标，数据链必须具备一系列相应的功能，主要包括:如何将数据组合成数据块，数据块在数据链路层称为帧，帧是数据链路层的传输单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输错误以及如何调整发送速率以匹配接收方；并且提供对两个 *** 实体之间的数据链路路径的建立、维护和释放的管理。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。这一层的功能包括:物理地址寻址、数据成帧、流量控制、数据错误检测、重传等。

关于数据链路层的重要知识点:

1 >数据链路层为 *** 层提供可靠的数据传输；

2 >基本数据单元是帧；

3 >主要协议:以太网协议；

4 >两个重要的设备名称:网桥和交换机。

3) *** 层( *** 层)

*** 层的目的是实现两个终端系统之间透明的数据传输，具体功能包括寻址和路由、连接建立、维护和终止等。它提供的服务使得传输层不需要了解 *** 中的数据传输和交换技术。如果想用尽可能少的字记住 *** 层，那就是“路径选择、路由和逻辑块寻址”。

*** 层涉及的协议很多，其中最重要的协议，也是TCP/IP-IP协议的核心协议。IP协议非常简单，只提供不可靠和无连接的传输服务。IP协议的主要功能是无连接的数据报传输、数据报路由和差错控制。IP协议配合ARP、RARP、ICMP和IGMP实现其功能。我们将在下一部分总结具体的协议，关于 *** 层的要点如下:

1 > *** 层负责在子网之间路由数据包。此外， *** 层还可以实现拥塞控制、互联网互联等功能；

2 >基本数据单元是IP数据报；

3 >主要协议包括:

IP协议(互联网协议)；

ICMP(互联网控制消息协议)；

地址解析协议(ARP)；

RARP协议(反向地址解析协议)。

4 >重要设备:路由器。

4)传输层

之一个端到端，即主机到主机级别。传输层负责将上层数据分段，并提供可靠或不可靠的端到端传输。此外，传输层必须处理端到端的错误控制和流量控制。

传输层的任务是根据通信子网的特点，更大限度地利用 *** 资源，提供两端系统会话层之间建立、维护和取消传输连接的功能，负责可靠的端到端数据传输。在这一层，信息传输的协议数据单元称为段或消息。

*** 层只根据 *** 地址将源节点发送的数据包传输到目的节点，而传输层负责将数据可靠地传输到相应的端口。

关注 *** 层:

1 >传输层负责对上层数据进行分段，提供端到端、可靠或不可靠的传输，以及端到端的差错控制和流量控制问题；

2 >主要协议包括:TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)；

3 >重要设备:网关。

5)会话层

会话层管理主机间的会话进程，即负责进程间会话的建立、管理和终止。会话层还通过在数据中插入检查点来实现数据同步。

6)表示层

表示层对上层数据或信息进行转换，以确保一台主机的应用层信息能够被另一台主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据加密、压缩、格式转换等。

7)应用层

为操作系统或 *** 应用程序提供访问 *** 服务的接口。

会话层、表示层和应用层的重点:

1 >数据传输的基本单位是消息；

2 >主要协议包括:FTP(文件传输协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、 *** TP(邮件传输协议)、POP3(邮局协议)和HTTP(超文本传输协议)。

3.国际电脑互联网地址

1) *** 地址

IP地址由 *** 号(包括子网号)和主机号组成。 *** 地址的主机号都是0， *** 地址代表整个 *** 。

2)广播地址

广播地址通常称为直接广播地址，以区别受限广播地址。

广播地址正好与 *** 地址的主机号相反。在广播地址中，主机号全是1。当消息发送到 *** 的广播地址时， *** 中的所有主机都可以接收到该广播消息。

3)组播地址

d类地址是组播地址。

我们先回忆一下A、B、C、D类地址:

A类地址以0开头，之一个字节为 *** 号，地址范围为:0 . 0 . 0 ~ 127 . 255 . 255 . 255；(修改@2016.05.31)

B类地址以10开头，前两个字节用作 *** 号。地址范围为:128 . 0 . 0 ~ 191 . 255 . 255 . 255；

C类地址以110开头，前三个字节用作 *** 号。地址范围为:192.0.0 ~ 223.255.255.255。

D类地址以1110开头，地址范围为224.0.0 ~ 239.255.255.255。D类地址作为组播地址(一对多通信)；

E类地址以1111开头，地址范围为240.0.0 ~ 255.255.255.255。E类地址保留供将来使用。

注意:只有A、B、C有 *** 号和主机号，D类地址和E类地址没有 *** 号和主机号。

4)255.255.255.255

IP地址指的是受限广播地址。限制广播地址与一般广播地址(直播地址)的区别在于，限制广播地址只能在本地 *** 中使用，路由器不会转发目的地址为限制广播地址的数据包；通用广播地址可以在本地广播，也可以跨网段广播。例如，在主机192.168.1.1/30上直接广播数据包后，另一个网段192.168.1.5/30也可以接收数据包；如果发送受限制的广播数据报，它将无法被接收。

注意:一般的广播地址(直播地址)可以通过部分路由器(当然不是所有路由器)，而限制广播地址不能通过路由器。

5)0.0.0.0

它通常用于查找自己的IP地址。比如在我们的RARP、BOOTP、DHCP协议中，一台IP地址未知的无盘机，如果想知道自己的IP地址，就以255.255.255.255为目的地址，向本地(具体来说就是各个路由器屏蔽的区域)的服务器发送IP请求包。

6)环回地址

27.0.0.0/8用作环回地址，表示本地机器的地址，常用于测试本地机器。最常用的是127.0.0.1。

7)A、B和C类私有地址

私有地址也称为私有地址。它们不会在全世界范围内使用，只具有局部意义。

A类私有地址:10.0.0.0/8，范围为:10.0.0 ~ 10.255.255.255。

B类私有地址:172.16.0.0/12，范围为:172.16.0.0~172.31.255.255。

C类私有地址:192.168.0.0/16，范围为:192.168.0.0~192.168.255.255。

4.子网掩码和 *** 划分

随着互联网应用的不断扩大，原有IPv4的弊端逐渐暴露出来，即 *** 号太多占用空间，而主机号太少，所以它能提供的主机地址越来越稀缺。目前企业内部除了使用NAT自行分配一个高等级IP地址外，通常还会细分形成多个子网，可以提供给不同规模的用户。

这里的主要目的是在 *** 分段的情况下有效利用IP地址。通过将主机号的上半部分作为子网号，从通常的 *** 位边界扩展或压缩子网掩码，用它来创建更多的某些地址的子网。但是，当创建更多子网时，每个子网上的可用主机地址数量将会减少。

什么是子网掩码？

子网掩码标记两个IP地址是否属于同一个子网，也是32位二进制地址，每个1表示该位是 *** 位，0表示主机位。和IP地址一样，它是用点分十进制表示的。如果在子网掩码的逐位计算下，两个IP地址相同，则意味着它们都属于同一个子网。

在计算子网掩码时，要注意IP地址中的保留地址，即“0”地址和广播地址。当主机地址或 *** 地址都是“0”或“1”时，它们指的是IP地址，代表本地 *** 地址和广播地址。一般不能算。

子网掩码的计算:

对于不需要把悠游资源网划分成子网的IP地址，子网掩码很简单，就是可以按照它的定义来写:如果一个B类IP地址是10.12.3.0，那么这个IP地址的子网掩码就是255.255.0.0。如果是C类地址，则其子网掩码为255.255.255.0。其他类比就不赘述了。下面要介绍的重点是一个IP地址，还需要用它的上位主机位作为划分的子网 *** 号，剩下的就是每个子网的主机号。这个时候，如何计算每个子网的掩码。

以下是一些关于子网掩码和 *** 划分的常见面试问题:

1)按子网数量计算。

在找到子网掩码之前，您必须知道要划分的子网数量以及每个子网中需要的主机数量。

(1)将子网数量转换为二进制；

如果要把B类IP地址168.195.0.0分成27个子网:27 = 11011；

(2)获得二进制的位数，其为n；

二进制数是五位数，N = 5。

(3)获取IP地址的子网掩码，以主机地址的前N位为1，得到将IP地址划分成子网的子网掩码。

将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址的前5位设置为1，得到255.255.248.0。

2)按主机数量计算。

如果您想将B类IP地址168.195.0.0划分为几个子网，每个子网有700台主机:

(1)将主机数量转换为二进制；

700=1010111100;

(2)如果主机数小于等于254(注意去掉保留的两个IP地址)，得到主机的二进制数，为N，其中N8被肯定，这意味着主机地址会占用8位以上；

二进制数是十位数，n = 10

(3)使用255.255.255.255将这类IP地址的所有主机地址位设置为1，然后将N位从后向前全部设置为0，这就是子网掩码值。

将此B类地址的子网掩码255.255.0.0的所有主机地址设置为1得到255.255.255.255，然后将后10位从后到前设置为0，即1111111111111 . 000000，即255。这是要划分为700台主机的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

3)还有一种题型要求你根据每个 *** 的主机数量，规划子网地址，计算子网掩码。这个也可以按照上面的原理来计算。

例如，如果一个子网中有10台主机，则该子网所需的IP地址为:

10+1+1+1=13

注意:添加的之一个1是指该 *** 连接所需的网关地址，后面两个1分别是指 *** 地址和广播地址。

因为13小于16(16等于2的4次方)，所以主机位是4位。256-16 = 240，因此子网掩码为255.255.255.240。

如果一个子网有14台主机，很多人经常会犯这样的错误:仍然给子网分配16个地址空，而忘记给网关分配地址。这是错误的，因为14+1+1+1 = 17且17大于16，所以我们只能分配32个地址的子网(32等于2的5次方)空。此时，子网掩码为255.255.255.224。

5.ARP/RARP协议

地址解析协议，即ARP(地址解析协议)，是一种根据IP地址获取物理地址的TCP/IP协议。主机发送信息时，向 *** 上的所有主机广播包含目标IP地址的ARP请求，并接收返回消息，确定目标的物理地址；收到返回的报文后，将IP地址和物理地址存储在本地ARP缓存中，并保留一定时间。下一次请求，直接查询ARP缓存，节省资源。地址解析协议基于 *** 中所有主机的相互信任。 *** 上的主机可以独立发送ARP回复报文，其他主机会将回复报文记录在本地ARP缓存中而不检测其真实性。因此，攻击者可以向某个主机发送伪ARP回复消息，使其发送的信息无法到达预期的主机或错误的主机，这就构成了ARP欺骗。ARP命令可以用来查询本地ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系，添加或删除静态对应关系等。

ARP工作流示例:

主机A的IP地址是192.168.1.1，MAC地址是0A-11-22-33-44-01；

主机B的IP地址是192.168.1.2，MAC地址是0A-11-22-33-44-02；

当主机A想要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析为主机B的MAC地址，下面是工作流程:

(1)根据主机A上路由表的内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后，主机A在其本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。

(2)如果主机A在ARP缓存中找不到映射，它将请求192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地 *** 中的所有主机。主机A的IP地址和MAC地址包含在ARP请求中。本地 *** 中的每台主机都会收到ARP请求，并检查它是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，就会丢弃ARP请求。

(3)主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，然后将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。

(4)主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。

(5)主机A收到主机B的ARP回复报文时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存，原生缓存是有寿命的，之后会再次重复上述过程。一旦确定了主机B的MAC地址，主机A就可以向主机B发送IP通信。

反向地址解析协议(即RARP)的功能与ARP相反。它将局域网中主机的物理地址转换成IP地址。比如局域网中的一台主机只知道物理地址，不知道IP地址，可以通过RARP发出对自己IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责应答。

RARP协议的工作流程:

(1)向主机发送本地RARP广播，在该广播中，您声明您的MAC地址，并要求任何接收到该请求的RARP服务器分配IP地址；

(2)本地网段上的RARP服务器收到该请求后，检查其RARP列表，查找MAC地址对应的IP地址；

(3)如果存在，RARP服务器向源主机发送响应包，并将IP地址提供给对方主机使用；

(4)如果不存在，RARP服务器不响应；

(5)当源主机接收到来自RARP服务器的响应信息时，使用获得的IP地址进行通信；如果没有收到来自RARP服务器的响应信息，初始化失败。

6.路由协议

常见的路由协议包括RIP协议和OSPF协议。

RIP协议:底层是贝尔曼福德算法。其路由选择的度量是跳数，更大跳数是15跳。如果它大于15跳，它将丢弃数据包。

OSPF协议:开放最短路径优先开放最短路径优先。底层是Dijkstra算法，这是一种链路状态路由协议。它的路由度量是带宽和延迟。

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7.TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网最基本的协议，是互联网的基础。它由 *** 层的IP协议和传输层的TCP协议组成。一般来说，TCP负责发现传输问题，一有问题就发出信号，要求重传，直到所有数据都安全正确地传输到目的地。而IP为互联网上的每个联网设备指定一个地址。

IP层接收下层( *** 接口层如以太网设备驱动)发来的数据包，并将数据包发送到更高层——TCP或UDP层；相反，IP层也将从TCP或UDP层接收的数据包传输到较低层。IP数据包是不可靠的，因为IP没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的还是损坏的。IP数据包包含发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。

TCP是面向连接的通信协议。连接是通过三次握手建立的，通信完成后应该拆除连接。因为TCP是面向连接的，所以只能用于端到端的通信。TCP提供可靠的数据流服务，采用“肯定应答加重传”技术实现传输的可靠性。TCP还使用一种称为“滑动窗口”的方法来控制流量。所谓的窗口，实际上是表示接收能力来限制发送方的发送速度。

TCP报头格式:

TCP和四波的三次握手:

注:seq:“sequance”序号；Ack:“确认”确认号；SYN:“synchronize”请求同步标志；；ACK:“确认“确认标志”；芬:“终于”结束标志。

TCP连接建立过程:首先客户端发送连接请求消息，服务器接受连接后回复ACK消息，并为这个连接分配资源。客户端收到ACK消息后，也向服务器段发送ACK消息，并分配资源，从而建立TCP连接。

TCP断开流程:假设客户端发起断开请求，即发送FIN消息。服务器收到FIN消息后，表示“我在客户端没有任何数据发送给你”。但是，如果你还有数据要发送，你也不必急着关闭套接字，你可以继续发送数据。于是你先发送ACK，“告诉客户端我已经收到你的请求，但是我还没有准备好，请继续等我的消息”。此时，客户端进入FIN_WAIT状态，继续等待来自服务器端的FIN消息。当服务器确定数据已经发送完毕，就向客户端发送FIN消息，“告诉客户端，OK，我的数据已经发送完毕，我准备关闭连接了”。客户端收到FIN消息后，知道可以关闭连接，但还是不相信 *** ，怕服务器不知道关闭，于是发送ACK，进入TIME_WAIT状态。如果服务器没有收到ACK，他可以重新传输它。”，服务器收到ACK后，“就知道可以断开了”。等待2MSL后，客户端仍然收不到回复，证明服务器正常关闭。我的客户也可以关闭连接。好了，TCP连接关闭！

为什么摇三次？

在只有两次“握手”的情况下，假设客户端想和服务器建立连接，但是因为中途连接请求的数据报丢失，客户端不得不重新发送；此时，服务器只接收到一个连接请求，因此可以正常建立连接。但有时客户端重发请求并不是因为数据报丢失，而是因为 *** 并发量大导致数据传输过程在某个节点受阻。在这种情况下，服务器尤优资源网侧会连续收到两个请求，并一直等待两个客户端请求向他发送数据...这就是问题所在。客户端实际上只有一个请求，但是服务器端有两个响应。极端情况下，客户端可能会多次重发请求数据，导致服务器最终建立N次响应等待，从而造成资源的极大浪费！所以，“三次握手”是必须的！

为什么要挥四次？

试想一下，如果你现在是一个客户端，想要断开与服务器的连接，该怎么办？之一步，自己停止向服务器发送数据，等待服务器的回复。但这还没有结束。虽然你自己不发送数据给服务器，但是因为你之前已经建立了平等的连接，他这个时候就有了发送数据给你的主动权。因此，服务器不得不停止主动向您发送数据，并等待您的确认。其实说白了就是保证双方一个合同的完全履行！

TCP使用的协议:FTP(文件传输协议)、Telnet(远程登录协议)、 *** TP(简单邮件传输协议)、POP3(与用于接收邮件的 *** TP相反)、HTTP协议等。

Udp协议

用户数据报协议是一种无连接的通信协议。UDP数据包括目的端口号和源端口号信息。因为通信不需要连接，可以广播发送。UDP通信不需要接收方确认，是一种不可靠的传输，可能会出现丢包。在实际应用中，需要程序员进行编程和验证。

UDP和TCP在同一层，但是它不关心包的顺序，错误或者重传。因此，UDP不适用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询-响应的服务，如NFS。与FTP或Telnet相比，这些服务需要交换的信息更少。

每个UDP消息分为两部分:UDP头和UDP数据区。报头由4个16位(2字节)字段组成，分别描述报文的源端口、目的端口、报文长度和校验值。UDP报头由4个域组成，每个域占用2个字节，如下所示:

(1)源端口号；

(2)目标端口号；

(3)数据报的长度；

(4)检查值。

使用的UDP协议包括TFTP(简单文件传输协议)、SNMP(简单 *** 管理协议)、DNS(域名解析协议)、NFS和BOOTP。

TCP和UDP的区别:TCP是面向连接的可靠的字节流服务；UDP是一种无连接且不可靠的数据报服务。

9.DNS协议

DNS是DomainNameSystem的缩写，用于将组织到域的层次结构中的计算机和 *** 服务命名。可以简单理解为把URL转换成IP地址。域名由一串用点分隔的单词或缩写组成。每个域名对应一个唯一的IP地址，在互联网上域名和IP地址是一一对应的。DNS是域名解析的服务器。DNS在TCP/IP *** (如Internet)中使用，通过用户友好的名称来查找计算机和服务。

10.NAT协议

*** 地址转换(NAT)属于接入广域网(WAN)技术，是一种将私有(保留)地址转换为合法IP地址的转换技术。它广泛应用于各种类型的互联网接入方式和各种类型的 *** 中。原因很简单。NAT不仅完美解决了lP地址不足的问题，还能有效避免来自 *** 外部的攻击，隐藏和保护 *** 内部的计算机。

11.DHCP协议

DHCP(动态主机配置协议)是局域网的一种 *** 协议。它与UDP协议一起工作，它有两个主要目的:自动分配IP地址给内部 *** 或 *** 服务提供商，并给用户或内部 *** 管理员作为集中管理所有计算机的手段。

12.HTTP协议

超文本传输协议(HTTP)是互联网上使用最广泛的 *** 协议。所有WWW文档都必须符合该标准。

HTTP协议中包含哪些请求？

GET:请求读取由URL标记的信息。

POST:向服务器添加信息(比如评论)。

PUT:在给定的URL下存储一个文档。

删除:删除由给定URL标记的资源。

在HTTP中，POST和GET的区别