OSI，TCP/IP，五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，以及各層協(xié)議

OSI分層（7層）：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層。

TCP/IP分層（4層）：網(wǎng)絡(luò)接口層、 網(wǎng)際層、運輸層、 應(yīng)用層。

五層協(xié)議 （5層）：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運輸層、應(yīng)用層。

每一層的協(xié)議如下：

物理層：RJ45、CLOCK、IEEE802.3（中繼器，集線器，網(wǎng)關(guān)）

數(shù)據(jù)鏈路：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC（網(wǎng)橋，交換機）

網(wǎng)絡(luò)層：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、（路由器）

傳輸層：TCP、UDP、SPX

會話層：NFS、SQL、NETBIOS、RPC

表示層：JPEG、MPEG、ASII

應(yīng)用層：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

每一層的作用如下：

物理層：通過媒介傳輸比特,確定機械及電氣規(guī)范（比特Bit）

數(shù)據(jù)鏈路層：將比特組裝成幀和點到點的傳遞（幀F(xiàn)rame）

網(wǎng)絡(luò)層：負責(zé)數(shù)據(jù)包從源到宿的傳遞和網(wǎng)際互連（包PackeT）

傳輸層：提供端到端的可靠報文傳遞和錯誤恢復(fù)（段Segment）

會話層：建立、管理和終止會話（會話協(xié)議數(shù)據(jù)單元SPDU）

表示層：對數(shù)據(jù)進行翻譯、加密和壓縮（表示協(xié)議數(shù)據(jù)單元PPDU）

應(yīng)用層：允許訪問OSI環(huán)境的手段（應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU）

IP地址的分類

A類地址：以0開頭， 第一個字節(jié)范圍：0~127（1.0.0.0 - 126.255.255.255）；

B類地址：以10開頭， 第一個字節(jié)范圍：128~191（128.0.0.0 - 191.255.255.255）；

C類地址：以110開頭， 第一個字節(jié)范圍：192~223（192.0.0.0 - 223.255.255.255）；

10.0.0.0—10.255.255.255，172.16.0.0—172.31.255.255，192.168.0.0—192.168.255.255。（Internet上保留地址用于內(nèi)部）

IP地址與子網(wǎng)掩碼相與得到主機號

ARP是地址解析協(xié)議，簡單語言解釋一下工作原理。

1：首先，每個主機都會在自己的ARP緩沖區(qū)中建立一個ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之間的對應(yīng)關(guān)系。

2：當(dāng)源主機要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先檢查ARP列表中是否有對應(yīng)IP地址的目的主機的MAC地址，如果有，則直接發(fā)送數(shù)據(jù)，如果沒有，就向本網(wǎng)段的所有主機發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包括的內(nèi)容有：源主機IP地址，源主機MAC地址，目的主機的IP地址。

3：當(dāng)本網(wǎng)絡(luò)的所有主機收到該ARP數(shù)據(jù)包時，首先檢查數(shù)據(jù)包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是，則忽略該數(shù)據(jù)包，如果是，則首先從數(shù)據(jù)包中取出源主機的IP和MAC地址寫入到ARP列表中，如果已經(jīng)存在，則覆蓋，然后將自己的MAC地址寫入ARP響應(yīng)包中，告訴源主機自己是它想要找的MAC地址。

4：源主機收到ARP響應(yīng)包后。將目的主機的IP和MAC地址寫入ARP列表，并利用此信息發(fā)送數(shù)據(jù)。如果源主機一直沒有收到ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，表示ARP查詢失敗。

廣播發(fā)送ARP請求，單播發(fā)送ARP響應(yīng)。

各種協(xié)議

ICMP協(xié)議：因特網(wǎng)控制報文協(xié)議。它是TCP/IP協(xié)議族的一個子協(xié)議，用于在IP主機、路由器之間傳遞控制消息。

TFTP協(xié)議：是TCP/IP協(xié)議族中的一個用來在客戶機與服務(wù)器之間進行簡單文件傳輸?shù)膮f(xié)議，提供不復(fù)雜、開銷不大的文件傳輸服務(wù)。

HTTP協(xié)議：超文本傳輸協(xié)議，是一個屬于應(yīng)用層的面向?qū)ο蟮膮f(xié)議，由于其簡捷、快速的方式，適用于分布式超媒體信息系統(tǒng)。

DHCP協(xié)議：動態(tài)主機配置協(xié)議，是一種讓系統(tǒng)得以連接到網(wǎng)絡(luò)上，并獲取所需要的配置參數(shù)手段。

NAT協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換屬接入廣域網(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)，

DHCP協(xié)議：一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，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算機作中央管理的手段。

描述：RARP

RARP是逆地址解析協(xié)議，作用是完成硬件地址到IP地址的映射，主要用于無盤工作站，因為給無盤工作站配置的IP地址不能保存。工作流程：在網(wǎng)絡(luò)中配置一臺RARP服務(wù)器，里面保存著IP地址和MAC地址的映射關(guān)系，當(dāng)無盤工作站啟動后，就封裝一個RARP數(shù)據(jù)包，里面有其MAC地址，然后廣播到網(wǎng)絡(luò)上去，當(dāng)服務(wù)器收到請求包后，就查找對應(yīng)的MAC地址的IP地址裝入響應(yīng)報文中發(fā)回給請求者。因為需要廣播請求報文，因此RARP只能用于具有廣播能力的網(wǎng)絡(luò)。

TCP三次握手和四次揮手的全過程

三次握手：

第一次握手：客戶端發(fā)送syn包(syn=x)到服務(wù)器，并進入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認；

第二次握手：服務(wù)器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=x+1），同時自己也發(fā)送一個SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此時服務(wù)器進入SYN_RECV狀態(tài)；

第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN＋ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認包ACK(ack=y+1)，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。

握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)，三次握手完畢后，客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關(guān)閉連接之前，TCP連接都將被一直保持下去。

四次握手

與建立連接的“三次握手”類似，斷開一個TCP連接則需要“四次握手”。

第一次揮手：主動關(guān)閉方發(fā)送一個FIN，用來關(guān)閉主動方到被動關(guān)閉方的數(shù)據(jù)傳送，也就是主動關(guān)閉方告訴被動關(guān)閉方：我已經(jīng)不會再給你發(fā)數(shù)據(jù)了(當(dāng)然，在fin包之前發(fā)送出去的數(shù)據(jù)，如果沒有收到對應(yīng)的ack確認報文，主動關(guān)閉方依然會重發(fā)這些數(shù)據(jù))，但是，此時主動關(guān)閉方還可 以接受數(shù)據(jù)。

第二次揮手：被動關(guān)閉方收到FIN包后，發(fā)送一個ACK給對方，確認序號為收到序號+1（與SYN相同，一個FIN占用一個序號）。

第三次揮手：被動關(guān)閉方發(fā)送一個FIN，用來關(guān)閉被動關(guān)閉方到主動關(guān)閉方的數(shù)據(jù)傳送，也就是告訴主動關(guān)閉方，我的數(shù)據(jù)也發(fā)送完了，不會再給你發(fā)數(shù)據(jù)了。

第四次揮手：主動關(guān)閉方收到FIN后，發(fā)送一個ACK給被動關(guān)閉方，確認序號為收到序號+1，至此，完成四次揮手。

在瀏覽器中輸入www.baidu.com后執(zhí)行的全部過程

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IP地址找到客戶端到服務(wù)器的路徑?？蛻舳藶g覽器發(fā)起一個HTTP會話到220.161.27.48，然后通過TCP進行封裝數(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)隨機選擇一個端口如5000，與服務(wù)器進行交換，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服務(wù)器，期間可能經(jīng)過多個路由器，這些都是由路由器來完成的工作，我不作過多的描述，無非就是通過查找路由表決定通過那個路徑到達服務(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)包到達服務(wù)器的地址。

TCP和UDP的區(qū)別？

TCP提供面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)流傳輸，而UDP提供的是非面向連接的、不可靠的數(shù)據(jù)流傳輸。

TCP傳輸單位稱為TCP報文段，UDP傳輸單位稱為用戶數(shù)據(jù)報。

TCP注重數(shù)據(jù)安全性，UDP數(shù)據(jù)傳輸快，因為不需要連接等待，少了許多操作，但是其安全性卻一般。

TCP對應(yīng)的協(xié)議和UDP對應(yīng)的協(xié)議

TCP對應(yīng)的協(xié)議：

（1）FTP：定義了文件傳輸協(xié)議，使用21端口。

（2）Telnet：一種用于遠程登陸的端口，使用23端口，用戶可以以自己的身份遠程連接到計算機上，可提供基于DOS模式下的通信服務(wù)。

（3）SMTP：郵件傳送協(xié)議，用于發(fā)送郵件。服務(wù)器開放的是25號端口。

（4）POP3：它是和SMTP對應(yīng)，POP3用于接收郵件。POP3協(xié)議所用的是110端口。

（5）HTTP：是從Web服務(wù)器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議。

UDP對應(yīng)的協(xié)議：

（1）DNS：用于域名解析服務(wù)，將域名地址轉(zhuǎn)換為IP地址。DNS用的是53號端口。

（2）SNMP：簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，使用161號端口，是用來管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備很多，無連接的服務(wù)就體現(xiàn)出其優(yōu)勢。

（3）TFTP(Trival File Tran敏感詞er Protocal)，簡單文件傳輸協(xié)議，該協(xié)議在熟知端口69上使用UDP服務(wù)。

DNS域名系統(tǒng)，簡單描述其工作原理。

當(dāng)DNS客戶機需要在程序中使用名稱時，它會查詢DNS服務(wù)器來解析該名稱。客戶機發(fā)送的每條查詢信息包括三條信息：包括：指定的DNS域名，指定的查詢類型，DNS域名的指定類別。基于UDP服務(wù)，端口53.該應(yīng)用一般不直接為用戶使用，而是為其他應(yīng)用服務(wù)，如HTTP，SMTP等在其中需要完成主機名到IP地址的轉(zhuǎn)換。

面向連接和非面向連接的服務(wù)的特點是什么？

面向連接的服務(wù)，通信雙方在進行通信之前，要先在雙方建立起一個完整的可以彼此溝通的通道，在通信過程中，整個連接的情況一直可以被實時地監(jiān)控和管理。

非面向連接的服務(wù)，不需要預(yù)先建立一個聯(lián)絡(luò)兩個通信節(jié)點的連接，需要通信的時候，發(fā)送節(jié)點就可以往網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息，讓信息自主地在網(wǎng)絡(luò)上去傳，一般在傳輸?shù)倪^程中不再加以監(jiān)控。

TCP的三次握手過程？為什么會采用三次握手，若采用二次握手可以嗎？

答：建立連接的過程是利用客戶服務(wù)器模式，假設(shè)主機A為客戶端，主機B為服務(wù)器端。

（1）TCP的三次握手過程：主機A向B發(fā)送連接請求；主機B對收到的主機A的報文段進行確認；主機A再次對主機B的確認進行確認。

（2）采用三次握手是為了防止失效的連接請求報文段突然又傳送到主機B，因而產(chǎn)生錯誤。失效的連接請求報文段是指：主機A發(fā)出的連接請求沒有收到主機B的確認，于是經(jīng)過一段時間后，主機A又重新向主機B發(fā)送連接請求，且建立成功，順序完成數(shù)據(jù)傳輸?？紤]這樣一種特殊情況，主機A第一次發(fā)送的連接請求并沒有丟失，而是因為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點導(dǎo)致延遲達到主機B，主機B以為是主機A又發(fā)起的新連接，于是主機B同意連接，并向主機A發(fā)回確認，但是此時主機A根本不會理會，主機B就一直在等待主機A發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致主機B的資源浪費。

（3）采用兩次握手不行，原因就是上面說的實效的連接請求的特殊情況。

端口及對應(yīng)的服務(wù)？

IP數(shù)據(jù)包的格式

IP數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部由固定部分和可選部分組成。首部的固定部分有20字節(jié)。可選部分的長度變化范圍為1——40字節(jié)。固定部分的字段：

TCP數(shù)據(jù)報的格式？

一個TCP報文段分為首部和數(shù)據(jù)兩部分。首部由固定部分和選項部分組成，固定部分是20字節(jié)。TCP首部的最大長度為60。首部固定部分字段：

TCP數(shù)據(jù)報的格式？

用戶數(shù)據(jù)報UDP由首部和數(shù)據(jù)部分組成。首部只有8個字節(jié)，由4個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。

了解交換機、路由器、網(wǎng)關(guān)的概念，并知道各自的用途

1）交換機

在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換機是針對共享工作模式的弱點而推出的。交換機擁有一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，當(dāng)控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部 交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口。目的MAC若不存在，交換機才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機會“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表 中。

交換機工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機內(nèi)部的CPU會在每個端口成功連接時，通過ARP協(xié)議學(xué)習(xí)它的MAC地址，保存成一張ARP表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應(yīng)的端口，而不是所有的端口。因此，交換機可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。

交換機被廣泛應(yīng)用于二層網(wǎng)絡(luò)交換，俗稱“二層交換機”。

交換機的種類有：二層交換機、三層交換機、四層交換機、七層交換機分別工作在OSI七層模型中的第二層、第三層、第四層盒第七層，并因此而得名。

2）路由器

路由器（Router）是一種計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供了路由與轉(zhuǎn)送兩種重要機制，可以決定數(shù)據(jù)包從來源端到目的端所經(jīng)過的路由路徑（host到host之間的傳輸路徑），這個過程稱為路由；將路由器輸入端的數(shù)據(jù)包移送至適當(dāng)?shù)穆酚善鬏敵龆?在路由器內(nèi)部進行)，這稱為轉(zhuǎn) 送。路由工作在OSI模型的第三層——即網(wǎng)絡(luò)層，例如網(wǎng)際協(xié)議。

路由器的一個作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個作用是選擇信息傳送的線路。路由器與交換器的差別，路由器是屬于OSI第三層的產(chǎn)品，交換器是OSI第二層的產(chǎn)品(這里特指二層交換機)。

3）網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)（Gateway），網(wǎng)關(guān)顧名思義就是連接兩個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，區(qū)別于路由器（由于歷史的原因，許多有關(guān)TCP/IP的文獻曾經(jīng)把網(wǎng)絡(luò)層使用的路由器（Router）稱為網(wǎng)關(guān)，在今天很多局域網(wǎng)采用都是路由來接入網(wǎng)絡(luò)，因此現(xiàn)在通常指的網(wǎng)關(guān)就是路由器的IP），經(jīng)常在家 庭中或者小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中使用，用于連接局域網(wǎng)和Internet。網(wǎng)關(guān)也經(jīng)常指把一種協(xié)議轉(zhuǎn)成另一種協(xié)議的設(shè)備，比如語音網(wǎng)關(guān)。

在傳統(tǒng)TCP/IP術(shù)語中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只分成兩種，一種為網(wǎng)關(guān)（gateway），另一種為主機（host）。網(wǎng)關(guān)能在網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)遞數(shù)據(jù)包，但主機不能 轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)包。在主機（又稱終端系統(tǒng)，end

system）中，數(shù)據(jù)包需經(jīng)過TCP/IP四層協(xié)議處理，但是在網(wǎng)關(guān)（又稱中介系 統(tǒng)，intermediate system）只需要到達網(wǎng)際層（Internet layer），決定路徑之后就可以轉(zhuǎn)送。在當(dāng)時，網(wǎng)關(guān)（gateway）與路由器（router）還沒有區(qū)別。

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)術(shù)語中，網(wǎng)關(guān)（gateway）與路由器（router）的定義不同。網(wǎng)關(guān)（gateway）能在不同協(xié)議間移動數(shù)據(jù)，而路由器（router）是在不同網(wǎng)絡(luò)間移動數(shù)據(jù)，相當(dāng)于傳統(tǒng)所說的IP網(wǎng)關(guān)（IP gateway）。

網(wǎng)關(guān)是連接兩個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，對于語音網(wǎng)關(guān)來說，他可以連接PSTN網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)，這就相當(dāng)于VOIP，把不同電話中的模擬信號通過網(wǎng)關(guān)而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，而且加入?yún)f(xié)議再去傳輸。在到了接收端的時候再通過網(wǎng)關(guān)還原成模擬的電話信號，最后才能在電話機上聽到。

對于以太網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)只能轉(zhuǎn)發(fā)三層以上數(shù)據(jù)包，這一點和路由是一樣的。而不同的是網(wǎng)關(guān)中并沒有路由表，他只能按照預(yù)先設(shè)定的不同網(wǎng)段來進行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)關(guān)最重要的一點就是端口映射，子網(wǎng)內(nèi)用戶在外網(wǎng)看來只是外網(wǎng)的IP地址對應(yīng)著不同的端口，這樣看來就會保護子網(wǎng)內(nèi)的用戶。