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【HCIA 路由与交换 Wakin 谢Sir】TCP/IP网络模型


TCP/IP网络模型

TCP/IP模型是互联网的基础,它是一系列网络协议的总称。这些协议可以划分为四层,分别为链路层、网络层、传输层和应用层。

  • 链路层:负责封装和解封装IP报文,发送和接受ARP/RARP报文等。
  • 网络层:负责路由以及把分组报文发送给目标网络或主机。
  • 传输层:负责对报文进行分组和重组,并以TCP或UDP协议格式封装报文。
  • 应用层:负责向用户提供应用程序,比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

在网络体系结构中网络通信的建立必须是在通信双方的对等层进行,不能交错。 在整个数据传输过程中,数据在发送端时经过各层时都要附加上相应层的协议头和协议尾(仅数据链路层需要封装协议尾)部分,也就是要对数据进行协议封装,以标识对应层所用的通信协议。

TCP/IP模型 OSI模型
为应用程序提供网络服务 应用层
数据格式化,加密、解密 表示层
建立、维护、管理会话连接 会话层
传输层 建立、维护、管理端到端连接 传输层
网络层 IP寻址和路由选择 网络层
数据链路层 控制网络层与物理层之间的通信 数据链路层
物理层 比特流传输 物理层

应用层 (Data 数据)

应用层:Application Layer 为应用软件提供接口,使应用程序能够使用网络服务。

应用层协议指定相应的传输层协议,以及传输层所使用的端口等

应用层协议指定相应的传输层协议,以及传输层所使用的端口等

应用层

DNS

Domain Name System,域名解析系统 Port:53(TCP & UDP)

DNS,域名解析系统

域名的结构

1
2
3
nslookup    #DNS调试工具
ipconfig /displaydns    #查看DNS缓存
ipconfig /flushdns    #清空DNS缓存

DNS查询过程

DNS查询过程

HTTP & HTTPS

Hypertext Transfer Protocol(Secure),超文本传输(安全)协议 HTTP Port:80(TCP) HTTPS Port:443(TCP,SSL)

HTTP & HTTPS,超文本传输(安全)协议

Telnet & SSH

远程管理服务 Telnet Port:23(TCP) SSH Port:22(TCP)

远程管理服务

FTP & TFTP

File Transfer Protocol,文件传输协议;
FTP Port:20(FTP-Data,TCP)21(FTP-Control,TCP)

Trivial File Transfer Protoco,简单传输协议
TFTP Port:69(UDP)

File Transfer Protocol,文件传输协议

传输层 (Segment 段)

建立“端到端”(Port to Port)的连接。

传输层:建立“端到端”(Port to Port)的连接

Port

端口号,区分不同的网络服务(应用层协议)

服务名称和传输协议端口号注册表

端口号,区分不同的网络服务(应用层协议)

TCP & UDP

传输层协议

TCP和UDP的对比

TCP和UDP数据包结构对比

TCP

TCP会话的建立-三次握手:任何基于TCP的应用,发送数据前都需要先建立连接。

TCP的确认和重传:保证数据传输的可靠性

TCP的窗口滑动机制:控制数据的传输速率

TCP会话的关闭-四次挥手:断开连接,释放资源

UDP

不可靠的、无连接的服务

网络层 (Packet 包)

建立“点到点”(End to End)的连接

提供了无连接数据传输服务,即在发送数据报文时不需要先建立连接,每一个IP数据报文独立发送。

网络层:建立“点到点”(End to End)的连接

IP

IP:Internet Protocol,因特网协议,TCP/IP协议簇中最核心的协议

IPv4报文结构

IPv4报文结构

TTL

TTL:Time to Live,生存时间(类似生命值)

路由跟踪:利用TTL特性,可以显示路径上的每一跳,一种非常重要的排错方法

Protocol

协议号:用于标识上层协议

一些常用的协议号

IP地址及子网划分

IP地址:IP Address,用来标识网络中的一个节点或接口,用于寻址

IP地址结构

IP地址结构:由32位二进制(32bits)组成,采用“点分十进制”表示,分4组

IP地址关键术语

IP地址具体表示

IP地址分类

IP地址分类:根据第一组8位二进制的不同规则定义

默认子网掩码

特殊IP地址及作用

A、B、C类私网地址范围

网络地址、主机地址、广播地址

网络地址和广播地址

网络地址、主机地址、广播地址

子网划分

子网划分

子网个数和子网中的可用主机个数

快=块(Block)=2^主机位数 =256-掩码

快=块(block)

IP地址规划

IP地址规划参考原则

ICMP

ICMP:Internet Control Message Protocol,因特网控制消息协议

ICMP报文结构

ICMP报文结构

字段类型含义

情况 说明
超时 对方主机不在线、屏蔽、网络拥塞等
传输失败 地址无效、主机本身没有路由
无法访问 无法访问目标网、中转设备没有路由、没有获取MAC地址

数据链路层 (Frame 帧)

数据链路层

以太网

Ethernet:当今主导地位的“局域网组网技术”

以太网帧结构

以太网帧结构

五种字段

MAC地址

MAC地址结构,全球唯一

MAC地址与IP地址的关系

ARP协议

ARP:Address Resolution Protocol,地址解析协议

ARP工作流程

免费ARP:用来检测IP地址是否冲突

代理ARP:可以帮助同一网段,不同物理网络上的计算机之间实现通信

ARP欺骗:攻击者发送“无故ARP响应”来伪装其它设备,导致通讯失败

使用科来更改ARP数据包

附录

参考文献

Wakin 谢Sir 最新数通精品课程_哔哩哔哩_bilibili

TCP/IP网络模型 · GitBook (tonydeng.github.io)

版权信息

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