计算机网络

    声明: 1. 本文为我的个人复习总结, 并非那种从零基础开始普及知识 内容详细全面, 言辞官方的文章
              2. 由于是个人总结, 所以用最精简的话语来写文章
              3. 若有错误不当之处, 请指出

IP基础知识 点分十进制 五类网络地址:

主机号全为 1 指定某个网络下的所有主机，⽤于⼴播

主机号全为 0 指定某个网络

子网掩码:

掩盖掉主机号，剩余的就是⽹络号

将主机地址分为两个部分：⼦⽹⽹络地址和⼦⽹主机地址

1. 判断是否能进行广播(网络号相同)

2. 更细粒度地划分子网

无分类地址 CIDR:

a.b.c.d/x ，其中 /x 表示前 x 位属于⽹络号， x 的范围是 0 ~ 32

IP 地址与路由控制

路由控制表中记录着⽹络地址与下⼀步应该发送⾄路由器的地址

127.0.0.1 : 本机回环地址, 本机内的应用程序发生网络通信

0.0.0.0: 代表一个集合, 所有不明的ip地址都可以用0.0.0.0来通配指代, 比如DHCP时, 初始客户端没有自己的ip地址, 源地址就可以使用0.0.0.0来指代

IPv6 相⽐ IPv4 的⾸部改进:

1. 取消了⾸部校验和字段。 因为在数据链路层和传输层都会校验，因此 IPv6 直接取消了 IP 的校验。

2. 取消了分⽚**/**重新组装相关字段。 分⽚与᯿组是耗时的过程，IPv6 不允许在中间路由器进⾏分⽚与᯿组，这

   种 *** 作只能在源与⽬标主机，这将⼤⼤提⾼了路由器转发的速度。

3. 取消选项字段。 选项字段不再是标准 IP ⾸部的⼀部分了，但它并没有消失，⽽是可能出现在 IPv6 ⾸部中的

   「下⼀个⾸部」指出的位置上。删除该选项字段使的 IPv6 的⾸部成为固定⻓度的 40 字节。

路由器和交换机的区别？

路由器 工作在网络层, 功能是识别IP地址并根据IP地址转发数据包

交换机 工作在数据链路层, 功能是识别MAC地址并根据MAC地址转发数据帧

IP相关协议 ARP:

ip -> MAC

流程:

1. 查询缓存表
2. 广播询问, 等待收到应答
3. 如果是新的映射, 则加入缓存

RARP:

MAC -> ip

DHCP:

基于UDP

流程:

1. 客户端⾸先发起 DHCP 发现报⽂（DHCP DISCOVER） 的 IP 数据报，由于客户端没有 IP 地址，也不知道

   DHCP 服务器的地址，所以使⽤的是 UDP ⼴播通信，其使⽤的⼴播⽬的地址是 255.255.255.255（端⼝

   67） 并且使⽤ 0.0.0.0（端⼝ 68） 作为源 IP 地址。DHCP 客户端将该 IP 数据报传递给链路层，链路层然后

   将帧⼴播到所有的⽹络中设备。

2. DHCP 服务器收到 DHCP 发现报⽂时，⽤ DHCP 提供报⽂（DHCP OFFER） 向客户端做出响应。该报⽂仍

   然使⽤ IP ⼴播地址 255.255.255.255，该报⽂信息携带服务器提供可租约的 IP 地址、⼦⽹掩码、默认⽹关、

   DNS 服务器以及 IP 地址租⽤期。

3. 客户端收到⼀个或多个服务器的 DHCP 提供报⽂后，从中选择⼀个服务器，并向选中的服务器发送 DHCP 请

   求报⽂（****DHCP REQUEST进⾏响应，回显配置的参数。

4. 最后，服务端⽤ DHCP ACK 报⽂对 DHCP 请求报⽂进⾏响应，应答所要求的参数

如果租约的 DHCP IP 地址快期后，客户端会向服务器发送 DHCP 请求报⽂：

1. 服务器如果同意继续租⽤，则⽤ DHCP ACK 报⽂进⾏应答，客户端就会延⻓租期。

2. 服务器如果不同意继续租⽤，则⽤ DHCP NACK 报⽂，客户端就要停⽌使⽤租约的 IP 地址。

中继代理:

如果 DHCP 服务器和客户端不是在同⼀个局域⽹内 路由器⼜不会转发⼴播包，那不是每个⽹络都要配⼀个 DHCP 服务器?

所以有了DHCP 中继代理, ，对不同⽹段的 IP 地址分配也可以由⼀个** DHCP 服务器统⼀进⾏管理。

NAT:

把私有 IP 地址转换成公有 IP 地址,

但并不能缓解IPV4地址缺少的压力, 所以有了 NATP, ip不再是唯一网络地址字段, 而是将ip与port结合作为唯一网络地址字段

ICMP:

互联⽹控制报⽂协议

功能:

确认 IP 包是否成功送达⽬标地址、

报告发送过程中 IP 包被废弃的原因和改善⽹络设置等

类别:

1. 「查询报⽂类型」

   ⽤于诊断的查询消息

   • ping查询目标主机是否可到达

   • 询问目标主机的时间戳

2. 「差错报⽂类型」

   通知出错原因的错误消息

ICMP实际应用 ping —— 查询报⽂类型的使⽤

​ 每发出⼀个请求数据包，序号会⾃动加 1 。为了能够计算往返时间 RTT ，它会在报⽂的数据部分插⼊发送时间。

​ 源主机会检查，⽤当前时刻减去该数据包最初从源主机上发出的时刻，就是 ICMP 数据包的时间延迟

使⽤了 ICMP ⾥⾯的 ECHO REQUEST**（类型为** 8 ） 和 ECHO REPLY（类型为 0）。

traceroute —— 差错报⽂类型的使⽤

原理:

1. 故意设置特殊的 TTL**，来追踪去往⽬的地时沿途经过的路由器，将 TTL 设置 为 1 ，则遇到第⼀个路由器，就牺牲了，接着返回 ICMP 差错报⽂⽹络包，类型是时间超时。

2. 接下来将 TTL 设置为 2 ，第⼀个路由器过了，遇到第⼆个路由器也牺牲了，也同时返回了 ICMP 差错报⽂数据
   包，如此往复，直到到达⽬的主机

发送⽅如何知道发出的 UDP 包是否到达了⽬的主机呢？

traceroute 在发送 UDP 包时，会填⼊⼀个不可能的端⼝号值作为 UDP ⽬标端⼝号（⼤于 3000 ）。当⽬的主

机，收到 UDP 包后，会返回 ICMP 差错报⽂消息，但这个差错报⽂消息的类型是「端⼝不可达」。

当差错报⽂类型是端⼝不可达时，说明发送⽅发出的UDP包到达了⽬的主机