阅读笔记：TCP/IP详解卷1

第一章

分层：

OSI模型：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，链路层，物理层

网际网协议族:应用层，运输层，网络层，链路层

1、数据链路层：即网络接口层，包括网络接口卡及其设备驱动程序，ARP地址解析协议，RARP逆地址解析协议

2、网络层：包括IP协议，ICMP（Internet互联网控制报文协议），IGMP（Internet组管理协议）

3、运输层：TCP,UDP；

4、应用层：Telnet远程登录、FTP文件传输协议、SMTP简单邮件传输协议、SNMP简单网络管理协议

IP地址：

全部地址为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000~1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111   000.000.000.000~255.255.255.255

A类地址占了1/2，B类1/4，C类1/8...D类...E类

A类： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000~0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111000.000.000.000~127.255.255.255

B类： 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000~1011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111128.000.000.000~191.255.255.255

C类： 1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000~1101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111192.000.000.000~223.255.255.255

D类： 1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000~1110 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111224.000.000.000~239.255.255.255

E类： 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000~为将来使用保留其中240.000.000.000~255.255.255.254为保留地址，255.255.255.255为广播地址

数据封装：

进程数据

TCP首部

进程数据

IP首部

TCP首部

进程数据

以太网首部

IP首部

TCP首部

进程数据

以太网尾部

TCP首部：发送时使用16bit端口号表示不同的应用程序，把源端口号和目的端口号分别存入TCP首部，接收时根据端口号将数据分发给不同的应用进程

IP首部：使用8bit的协议域来标记数据来自TCP、UDP、ICMP IGMP的哪一个，接收时根据协议域进行分用

以太网首部：16bit的帧类型域，指明数据的网络层协议（ARP,IP,RARP）

第二章

链路层：

1、为IP模块发送和接收IP数据包

2、为ARP RARP发送请求及接收应答

以太网首部：

RFC894(以太网封装格式)：

目的地址（6字节）+源地址（6）+类型（2）+数据（46~1500）+CRC（4） 

地址是硬件地址，类型表示IP、ARP、RARP数据 

CRC为循环冗余码检验和

RFC1042(IEEE 802.2 802.3)

目的地址+源地址+长度+802.2LLC（3）+802.3 SNAP（5）+数据（38+1492）+CRC(4)

SNAP：后续子网接入协议，orgcode(3)+类型（2）

环回接口：127.0.0.1，同一台主机上的客户端与服务器进行通信

1、发送到环回接口的数据均作为IP输入

2、传给广播地址或者多播地址的数据报均复制一份传给环回接口

路径MTU：两台主机通讯时，可能要通过多个网络，每个网络可能有不同的MTU，最小的MTU即路径MTU。路径MTU不是一个常数，取决于当时所选择的路由，而且选路不一定对称，路由A到路由B   路由B到路由A 可能不同。

第三章 IP网际协议

ip协议是不可靠、无连接的，可靠性由上层提供

IP首部：（IPv4）

0~3bit:版本

4~7:4位首部长度，指32bit字的数目，因此IP首部的最大长度为60字节

8~15:服务类型（TOS）

16~31:16位总长度，指字节数，一个IP数据报最大长度，65535字节

32~47:16位标识符，唯一标识主机发送的每一份数据报，通常每发送一份数据报由IP层+1

48~63:3位标志+13位片偏移

64~71：生存时间，设置了数据报可以经过的最多路由器

72~79:协议，表示数据来自TCP UDP ARP RARP

80~95:首部检验和，对首部中每16bit进行二进制反码求和

96~127:32位源IP地址

127~159:32位目的IP地址

选项：可变长的可选信息

IP路由选择：

IP层在内存中有一张路由表，当收到一份数据报并发送时，都要对该表搜索一次

1、检查目的IP地址是否为本机IP地址之一或者为IP广播地址，如果是，则发送至首部中协议字段指定的协议模块

2、如果IP层被设置为路由功能，对数据报进行转发

3、丢弃

路由表：

1、目的IP地址

完整的主机地址：非0的主机号

网络地址：主机号为0

2、下一跳路由器的IP地址：一个直接相连网络上的路由器

3、标志：

指明目的IP地址是主机地址还是网络地址

指明下一跳路由器地址是真正的路由器还是直接相连的接口

4、为数据报的传输指定一个网络接口

ip路由选择

1、搜索路由表，寻找能与目的地址完全匹配的表目

2、寻找能与目的网络地址匹配的表目

3、寻找默认表目，将报文发送到默认表目指定的下一跳路由器

ip数据报的每次转发，目的IP地址不变，链路层首部中包含的目的地址（以太网地址）由路由器通过ARP协议获得，是下一跳路由器的物理地址

第四章 ARP  地址解析协议

1、源端主机广播ARP请求到以太网上的每台主机，ARP请求的以太网目的地址为全1

2、主机收到ARP请求后，识别请求中的目的IP地址，如果是本机IP，则发送ARP应答

3、ARP代理：如果ARP请求是发送到另一个网络上的主机，那么连接这两个网络的路由器就会回答该请求，发送ARP应答

ARP高速缓存：

arp运行高效的关键在于每个主机上都有一个ARP高速缓存，存放最近Internet地址到硬件地址之间的映射记录，可使用arp -a 指令显示高速缓存中所有的内容

以太网地址：48bit,用冒号隔开的6个十六进制数

ARP的分组格式：

以太网目的地址

以太网源地址

帧类型

硬件地址

协议类型

硬件地址长度

协议地址长度

op

发送端硬件地址

发送端IP地址

目的硬件地址

目的IP地址

arp请求：

1、以太网目的地址为全1，表示广播

2、以太网源地址为本机的以太网地址

3、帧类型 ：1、2、3条加一起为链路层首部（不包括CRC），帧类型表示后面的数据类型，对于ARP请求来说，值为0X0806

4、硬件类型：值为1，表示以太网地址

5、协议类型：0x0800表示IP协议

6、硬件地址长度：ARP为6

7、协议地址长度：IP地址的长度，为4字节

8、op，操作字段：为1表示ARP请求，为2表示ARP应答，RARP的请求和应答对应3和4

arp应答：

1、以太网目的地址：ARP请求中的源地址

2、以太网源地址：本机以太网地址

3、op:2

4、发送端硬件地址和发送端IP地址：本机地址

5、目的硬件地址和目的IP地址：ARP请求中的源地址

免费ARP：

主机发送ARP查找自己的IP地址

1、主机可以通过查找自己的IP来确定是否有其他主机设置了相同的IP地址

2、主机接收到ARP请求，而且对端已经在主机的ARP高速缓存中，那么就要更新高速缓存中的发送端硬件地址

主机接收到任何ARP请求都会进行这一操作，而ARP请求是广播的，因此发送免费ARP可以使其他主机高速缓存中的旧的硬件地址进行更新

第五章 RARP 逆地址解析协议