2019-08-day27系统基础网络

1.TCP协议UDP协议的说明
　TCP：传输控制协议　面向链接网络协议　安全可靠　传输效率低
　UDP：用户报文协议　无连接网络协议　　安全性不高　传输效率高
（１）TCP协议：理解TCP报文结构
　　端口范围是：０－６５５３５　２的１６次方＝６５５３６　
　　　分为三大类：１.公认端口　（０－１０２３）
　　　　　　　　　常用的公认端口有：　　FTP : 21
　　　　　　　　　　　　　　　　　TELNET : 23
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　SMTP : 25
　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 DNS : 53
　　　　　　　　　　　　　　　　　　TFTP : 69
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 HTTP : 80
　　　　　　　　　　　　 　　　　　SNMP : 161
　　　　　　　　　２.　注册端口：（1024-49151）
　　　　　　　　　３：客户端使用的端口号：49152~65535
　（２） 控制位: 数据传输控制管理作用
　　　　　syn: 请求建立连接控制字段 　 　0无效 1有效
　　　　　fin: 请求断开连接控制字段 　 　0无效 1有效
　　　　　ack: 确认控制字段 　　　　　 0无效 1有效

2.　TCP协议三次握手过程原理：

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B的TCP服务器进程先创建传输控制块TCB，准备接受客户进程的连接请求。然后服务器进程就处于LISTEN（收听）状态，等待客户的连接请求。若有，则作出响应。
1）第一次握手：A的TCP客户进程也是首先创建传输控制块TCB，然后向B发出连接请求报文段，（首部的同步位SYN=1，初始序号seq=x），（SYN=1的报文段不能携带数据）但要消耗掉一个序号，此时TCP客户进程进入SYN-SENT（同步已发送）状态。
2）第二次握手：B收到连接请求报文段后，如同意建立连接，则向A发送确认，在确认报文段中（SYN=1，ACK=1，确认号ack=x+1，初始序号seq=y），测试TCP服务器进程进入SYN-RCVD（同步收到）状态；
3）第三次握手：TCP客户进程收到B的确认后，要向B给出确认报文段（ACK=1，确认号ack=y+1，序号seq=x+1）（初始为seq=x，第二个报文段所以要+1），ACK报文段可以携带数据，不携带数据则不消耗序号。TCP连接已经建立，A进入ESTABLISHED（已建立连接）。
当B收到A的确认后，也进入ESTABLISHED状态。

TCP协议三次握手过程原理
第一次握手: 客户端 --> 服务端 TCP报文 序列号seq=0 syn控制字段=1
第二次握手: 服务端 --> 客户端 TCP报文 序列号seq=0 确认号ack=1 syn控制字段=1 ack确认字段=1
第三次握手: 客户端 --> 服务端 TCP报文 序列号seq=1 确认号ack=1 ack确认字段=1

3.　TCP协议四次挥手过程原理
第一次挥手: 客户端 --> 服务端 TCP报文 fin控制字段=1 ack确认字段=1
第二次挥手: 服务端 --> 客户端 TCP报文 ack确认字段=1
第三次挥手: 服务端 --> 客户端 TCP报文 fin控制字段=1 ack确认字段=1
第四次挥手: 客户端 --> 服务端 TCP报文 ack确认字段=1

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四次挥手的详述

假设Client端发起中断连接请求，也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后，意思是说"我Client端没有数据要发给你了"，但是如果你还有数据没有发送完成，则不必急着关闭Socket，可以继续发送数据。所以你先发送ACK，"告诉Client端，你的请求我收到了，但是我还没准备好，请继续你等我的消息"。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态，继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成，则向Client端发送FIN报文，"告诉Client端，好了，我这边数据发完了，准备好关闭连接了"。Client端收到FIN报文后，"就知道可以关闭连接了，但是他还是不相信网络，怕Server端不知道要关闭，所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态，如果Server端没有收到ACK则可以重传。“，Server端收到ACK后，"就知道可以断开连接了"。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，我Client端也可以关闭连接了。Ok，TCP连接就这样关闭了！

总结：起初A和B处于ESTABLISHED状态——A发出连接释放报文段并处于FIN-WAIT-1状态——B发出确认报文段且进入CLOSE-WAIT状态——A收到确认后，进入FIN-WAIT-2状态，等待B的连接释放报文段——B没有要向A发出的数据，B发出连接释放报文段且进入LAST-ACK状态——A发出确认报文段且进入TIME-WAIT状态——B收到确认报文段后进入CLOSED状态——A经过等待计时器时间2MSL后，进入CLOSED状态。

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。
　
　　为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。

4.网络重要协议原理
DNS协议原理 建立IP地址和域名对应关系
DNS协议作用: 将域名信息转换为IP地址
DNS层次结构:
www.baidu.com --- www.baidu.com.
. --- 根域名服务器
.com --- 顶级(一级)域名服务器
.baidu --- 二级域名服务器
www --- 主机记录
DNS解析过程:

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5.ARP协议原理 : 建立IP地址和mac地址对应关系
ARP原理作用: 记录IP地址和mac地址关系(局域网主机与主机的通讯)
ARP原理说明:
01. 发送ARP请求和回复信息, 获取访问主机的mac地址
02. 构建ARP表 构建IP--mac记录信息
03. 实现减少广播包的产生