第1章 運維網(wǎng)絡(luò )基礎

1.1 影響網(wǎng)絡(luò )傳輸速率的因素

① 網(wǎng)卡的速率

② 傳輸介質(zhì)速率

1Mbps ==>b==>bit → 網(wǎng)絡(luò )數據單位

B==>Byte → 存儲數據單位

100M=100/8=12.5MB 1B=8b 1b=1/8B

1.2 交換機概念基礎

實(shí)現一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò )內，多臺主機通訊的需求

在一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò )里面實(shí)現互相通訊的身份證表示信息：mac地址。

交換機所連接的網(wǎng)絡(luò )稱(chēng)為一個(gè)廣播域，交換機多個(gè)接口都在一個(gè)廣播域中

如下圖，交換機。主要目的是建立一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò )。讓多臺不同主機之間實(shí)現通訊。

1.3 路由器基礎概念

隔離廣播風(fēng)暴，實(shí)現不同局域網(wǎng)（網(wǎng)段）之間主機通訊

在不同交換網(wǎng)絡(luò )里面實(shí)現互相通訊的身份證表示信息：ip地址（邏輯地址）

IP地址==局域網(wǎng)表示信息+主機標識信息

網(wǎng)段信息（網(wǎng)絡(luò )地址）+主機地址信息

實(shí)現多個(gè)路由器之間路由表信息相同的過(guò)程，成為路由收斂過(guò)程。

利用動(dòng)態(tài)路由器協(xié)議實(shí)現

靜態(tài)路由器協(xié)議：需要手工添加路由信息到路由表中

動(dòng)態(tài)路由協(xié)議：自動(dòng)獲取到其他路由器中路由表的信息

RIP SDPE IS-IS EIGRP

路由器主要兩個(gè)作用

① 路由尋址

② 路由選路 如下圖路由器的概念

1.4 MAC地址和IP地址

MAC地址

每個(gè)網(wǎng)卡在世界上唯一的身份標識，具有唯一性；交換機和服務(wù)器的每個(gè)接口都有一個(gè)mac地址；

mac地址是由12位16進(jìn)制數組成的，如E0-DB-55-B2-30-6E；

 1位16進(jìn)制數=4位bit；

 2位16進(jìn)制數=8位bit；

所以一個(gè)mac地址等于48位二進(jìn)制數；

ip地址

是由局域網(wǎng)表示段+主機標識；每個(gè)局域網(wǎng)內的ip地址是不能重復的，但是不同局域網(wǎng)內的ip地址是可以出現相同的。

如192.168.2.1；是32位二進(jìn)制數

mac地址和IP地址區別：

mac地址只在一個(gè)局域網(wǎng)內有效 小名

IP地址在不通網(wǎng)段之間都有效 大名

1.5 bit和Byte，以及傳輸速率

bit是介質(zhì)傳輸的最小單位，1個(gè)二進(jìn)制數就是1個(gè)bit；

 Byte是存儲介質(zhì)中最小單位，也叫字節，一個(gè)英文字母或者數字符號是一個(gè)byte，一個(gè)漢字是2byte，1byte=8bit，1bit=1/8byte

1 1 1 1 1 1 0 0 1byte

 bts是每秒鐘傳輸的bit大小，通常說(shuō)的是端口或者傳輸介質(zhì)的傳輸速率，如運營(yíng)商承諾的100Mbps，實(shí)際傳輸文件大小就只有100Mbps/8=12.5MBS

第2章 網(wǎng)絡(luò )基礎

前沿：　計算機網(wǎng)絡(luò )學(xué)習的核心內容就是網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的學(xué)習。網(wǎng)絡(luò )協(xié)議是為計算機網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行數據交換而建立的規則、標準或者說(shuō)是約定的集合。因為不同用戶(hù)的數據終端可能采取的字符集是不同的，兩者需要進(jìn)行通信，必須要在一定的標準上進(jìn)行。一個(gè)很形象地比喻就是我們的語(yǔ)言，我們大天朝地廣人多，地方性語(yǔ)言也非常豐富，而且方言之間差距巨大。A地區的方言可能B地區的人根本無(wú)法接受，所以我們要為全國人名進(jìn)行溝通建立一個(gè)語(yǔ)言標準，這就是我們的普通話(huà)的作用。同樣，放眼全球，我們與外國友人溝通的標準語(yǔ)言是英語(yǔ)，所以我們才要苦逼的學(xué)習英語(yǔ)。

計算機網(wǎng)絡(luò )協(xié)議同我們的語(yǔ)言一樣，多種多樣。而ARPA公司與1977年到1979年推出了一種名為ARPANET的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議受到了廣泛的熱捧，其中最主要的原因就是它推出了人盡皆知的TCP/IP標準網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。目前TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為Internet中的“通用語(yǔ)言”，下圖為不同計算機群之間利用TCP/IP進(jìn)行通信的示意圖。

2.1 網(wǎng)絡(luò )層次劃分

為了使不同計算機廠(chǎng)家生產(chǎn)的計算機能夠相互通信，以便在更大的范圍內建立計算機網(wǎng)絡(luò )，國際標準化組織（ISO）在1978年提出了“開(kāi)放系統互聯(lián)參考模型”，即著(zhù)名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。它將計算機網(wǎng)絡(luò )體系結構的通信協(xié)議劃分為七層，自下而上依次為：物理層（Physics Layer）、數據鏈路層（Data Link Layer）、網(wǎng)絡(luò )層（Network Layer）、傳輸層（Transport Layer）、會(huì )話(huà)層（Session Layer）、表示層（Presentation Layer）、應用層（Application Layer）。其中第四層完成數據傳送服務(wù)，上面三層面向用戶(hù)。

除了標準的OSI七層模型以外，常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò )層次劃分還有TCP/IP四層協(xié)議以及TCP/IP五層協(xié)議，它們之間的對應關(guān)系如下圖所示：

2.2 OSI七層網(wǎng)絡(luò )模型

TCP/IP協(xié)議毫無(wú)疑問(wèn)是互聯(lián)網(wǎng)的基礎協(xié)議，沒(méi)有它就根本不可能上網(wǎng)，任何和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的操作都離不開(kāi)TCP/IP協(xié)議。不管是OSI七層模型還是TCP/IP的四層、五層模型，每一層中都要自己的專(zhuān)屬協(xié)議，完成自己相應的工作以及與上下層級之間進(jìn)行溝通。由于OSI七層模型為網(wǎng)絡(luò )的標準層次劃分，所以我們以OSI七層模型為例從下向上進(jìn)行一一介紹。

1）物理層（Physical Layer）

激活、維持、關(guān)閉通信端點(diǎn)之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過(guò)程特性。該層為上層協(xié)議提供了一個(gè)傳輸數據的可靠的物理媒體。簡(jiǎn)單的說(shuō)，物理層確保原始的數據可在各種物理媒體上傳輸。物理層記住兩個(gè)重要的設備名稱(chēng)，中繼器（Repeater，也叫放大器）和集線(xiàn)器。

2）數據鏈路層（Data Link Layer）

數據鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎上向網(wǎng)絡(luò )層提供服務(wù)，其最基本的服務(wù)是將源自網(wǎng)絡(luò )層來(lái)的數據可靠地傳輸到相鄰節點(diǎn)的目標機網(wǎng)絡(luò )層。為達到這一目的，數據鏈路必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將數據組合成數據塊，在數據鏈路層中稱(chēng)這種數據塊為幀（frame），幀是數據鏈路層的傳送單位；如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節發(fā)送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )實(shí)體之間提供數據鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。數據鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發(fā)等。

有關(guān)數據鏈路層的重要知識點(diǎn)：

1> 數據鏈路層為網(wǎng)絡(luò )層提供可靠的數據傳輸；

2> 基本數據單位為幀；

3> 主要的協(xié)議：以太網(wǎng)協(xié)議；

4> 兩個(gè)重要設備名稱(chēng)：網(wǎng)橋和交換機。

3）網(wǎng)絡(luò )層（Network Layer）

網(wǎng)絡(luò )層的目的是實(shí)現兩個(gè)端系統之間的數據透明傳送，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務(wù)使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡(luò )中的數據傳輸和交換技術(shù)。如果您想用盡量少的詞來(lái)記住網(wǎng)絡(luò )層，那就是“路徑選擇、路由及邏輯尋址”。

網(wǎng)絡(luò )層中涉及眾多的協(xié)議，其中包括最重要的協(xié)議，也是TCP/IP的核心協(xié)議——IP協(xié)議。IP協(xié)議非常簡(jiǎn)單，僅僅提供不可靠、無(wú)連接的傳送服務(wù)。IP協(xié)議的主要功能有：無(wú)連接數據報傳輸、數據報路由選擇和差錯控制。與IP協(xié)議配套使用實(shí)現其功能的還有地址解析協(xié)議ARP、逆地址解析協(xié)議RARP、因特網(wǎng)報文協(xié)議ICMP、因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP。具體的協(xié)議我們會(huì )在接下來(lái)的部分進(jìn)行總結，有關(guān)網(wǎng)絡(luò )層的重點(diǎn)為：

1> 網(wǎng)絡(luò )層負責對子網(wǎng)間的數據包進(jìn)行路由選擇。此外，網(wǎng)絡(luò )層還可以實(shí)現擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能；

2> 基本數據單位為IP數據報；

3> 包含的主要協(xié)議：

IP協(xié)議（Internet Protocol，因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議）;

ICMP協(xié)議（Internet Control Message Protocol，因特網(wǎng)控制報文協(xié)議）;

ARP協(xié)議（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議）;

RARP協(xié)議（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協(xié)議）。

4> 重要的設備：路由器。

4）傳輸層（Transport Layer）

第一個(gè)端到端，即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數據分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問(wèn)題。

傳輸層的任務(wù)是根據通信子網(wǎng)的特性，最佳的利用網(wǎng)絡(luò )資源，為兩個(gè)端系統的會(huì )話(huà)層之間，提供建立、維護和取消傳輸連接的功能，負責端到端的可靠數據傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數據單元稱(chēng)為段或報文。

網(wǎng)絡(luò )層只是根據網(wǎng)絡(luò )地址將源結點(diǎn)發(fā)出的數據包傳送到目的結點(diǎn)，而傳輸層則負責將數據可靠地傳送到相應的端口。

有關(guān)網(wǎng)絡(luò )層的重點(diǎn)：

1> 傳輸層負責將上層數據分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯控制和流量控制問(wèn)題；

2> 包含的主要協(xié)議：TCP協(xié)議（Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）、UDP協(xié)議（User Datagram Protocol，用戶(hù)數據報協(xié)議）；

3> 重要設備：網(wǎng)關(guān)。

5）會(huì )話(huà)層

會(huì )話(huà)層管理主機之間的會(huì )話(huà)進(jìn)程，即負責建立、管理、終止進(jìn)程之間的會(huì )話(huà)。會(huì )話(huà)層還利用在數據中插入校驗點(diǎn)來(lái)實(shí)現數據的同步。

6）表示層

表示層對上層數據或信息進(jìn)行變換以保證一個(gè)主機應用層信息可以被另一個(gè)主機的應用程序理解。表示層的數據轉換包括數據的加密、壓縮、格式轉換等。

7）應用層

為操作系統或網(wǎng)絡(luò )應用程序提供訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的接口。

會(huì )話(huà)層、表示層和應用層重點(diǎn)：

1> 數據傳輸基本單位為報文；

2> 包含的主要協(xié)議：FTP（文件傳送協(xié)議）默認21端口、Telnet（遠程登錄協(xié)議）默認23端口、DNS（域名解析協(xié)議）默認53端口、SMTP（郵件傳送協(xié)議）默認25端口，POP3協(xié)議（郵局協(xié)議）默認端口110，HTTP協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol）默認80，HTTPS協(xié)議（自己查）默認端口為443。

2.3 IP地址

1）網(wǎng)絡(luò )地址

IP地址由網(wǎng)絡(luò )號（包括子網(wǎng)號）和主機號組成，網(wǎng)絡(luò )地址的主機號為全0，網(wǎng)絡(luò )地址代表著(zhù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )。

2）廣播地址

廣播地址通常稱(chēng)為直接廣播地址，是為了區分受限廣播地址。

廣播地址與網(wǎng)絡(luò )地址的主機號正好相反，廣播地址中，主機號為全1。當向某個(gè)網(wǎng)絡(luò )的廣播地址發(fā)送消息時(shí)，該網(wǎng)絡(luò )內的所有主機都能收到該廣播消息。

3）組播地址

D類(lèi)地址就是組播地址。

先回憶下A，B，C，D類(lèi)地址吧：

A類(lèi)地址以0開(kāi)頭，第一個(gè)字節作為網(wǎng)絡(luò )號，地址范圍為：0.0.0.0~127.255.255.255；(modified @2016.05.31)

B類(lèi)地址以10開(kāi)頭，前兩個(gè)字節作為網(wǎng)絡(luò )號，地址范圍是：128.0.0.0~191.255.255.255;

C類(lèi)地址以110開(kāi)頭，前三個(gè)字節作為網(wǎng)絡(luò )號，地址范圍是：192.0.0.0~223.255.255.255。

D類(lèi)地址以1110開(kāi)頭，地址范圍是224.0.0.0~239.255.255.255，D類(lèi)地址作為組播地址（一對多的通信）；

E類(lèi)地址以1111開(kāi)頭，地址范圍是240.0.0.0~255.255.255.255，E類(lèi)地址為保留地址，供以后使用。

注：只有A,B,C有網(wǎng)絡(luò )號和主機號之分，D類(lèi)地址和E類(lèi)地址沒(méi)有劃分網(wǎng)絡(luò )號和主機號。

4）255.255.255.255

該IP地址指的是受限的廣播地址。受限廣播地址與一般廣播地址（直接廣播地址）的區別在于，受限廣播地址只能用于本地網(wǎng)絡(luò )，路由器不會(huì )轉發(fā)以受限廣播地址為目的地址的分組；一般廣播地址既可在本地廣播，也可跨網(wǎng)段廣播。例如：主機192.168.1.1/30上的直接廣播數據包后，另外一個(gè)網(wǎng)段192.168.1.5/30也能收到該數據報；若發(fā)送受限廣播數據報，則不能收到。

注：一般的廣播地址（直接廣播地址）能夠通過(guò)某些路由器（當然不是所有的路由器），而受限的廣播地址不能通過(guò)路由器。

5）0.0.0.0

常用于尋找自己的IP地址，例如在我們的RARP，BOOTP和DHCP協(xié)議中，若某個(gè)未知IP地址的無(wú)盤(pán)機想要知道自己的IP地址，它就以255.255.255.255為目的地址，向本地范圍（具體而言是被各個(gè)路由器屏蔽的范圍內）的服務(wù)器發(fā)送IP請求分組。

6）回環(huán)地址

127.0.0.0/8被用作回環(huán)地址，回環(huán)地址表示本機的地址，常用于對本機的測試，用的最多的是127.0.0.1。

7）A、B、C類(lèi)私有地址

私有地址(private address)也叫專(zhuān)用地址，它們不會(huì )在全球使用，只具有本地意義。

A類(lèi)私有地址：10.0.0.0/8，范圍是：10.0.0.0~10.255.255.255

B類(lèi)私有地址：172.16.0.0/12，范圍是：172.16.0.0~172.31.255.255

C類(lèi)私有地址：192.168.0.0/16，范圍是：192.168.0.0~192.168.255.255

2.4 子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)絡(luò )劃分

隨著(zhù)互連網(wǎng)應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來(lái)，即網(wǎng)絡(luò )號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來(lái)越稀缺，目前除了使用NAT在企業(yè)內部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個(gè)高類(lèi)別的IP地址進(jìn)行再劃分，以形成多個(gè)子網(wǎng)，提供給不同規模的用戶(hù)群使用。

這里主要是為了在網(wǎng)絡(luò )分段情況下有效地利用IP地址，通過(guò)對主機號的高位部分取作為子網(wǎng)號，從通常的網(wǎng)絡(luò )位界限中擴展或壓縮子網(wǎng)掩碼，用來(lái)創(chuàng )建某類(lèi)地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng )建更多的子網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)子網(wǎng)上的可用主機地址數目會(huì )比原先減少。

什么是子網(wǎng)掩碼？

子網(wǎng)掩碼是標志兩個(gè)IP地址是否同屬于一個(gè)子網(wǎng)的，也是32位二進(jìn)制地址，其每一個(gè)為1代表該位是網(wǎng)絡(luò )位，為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點(diǎn)式十進(jìn)制來(lái)表示的。如果兩個(gè)IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與的計算下所得結果相同，即表明它們共屬于同一子網(wǎng)中。

在計算子網(wǎng)掩碼時(shí)，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機地址或網(wǎng)絡(luò )地址全為“ 0”或“ 1”時(shí)的IP地址，它們代表著(zhù)本網(wǎng)絡(luò )地址和廣播地址，一般是不能被計算在內的。

子網(wǎng)掩碼的計算：

對于無(wú)須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來(lái)說(shuō)，其子網(wǎng)掩碼非常簡(jiǎn)單，即按照其定義即可寫(xiě)出：如某B類(lèi)IP地址為 10.12.3.0，無(wú)須再分割子網(wǎng)，則該IP地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0。如果它是一個(gè)C類(lèi)地址，則其子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0。其它類(lèi)推，不再詳述。下面我們關(guān)鍵要介紹的是一個(gè)IP地址，還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )號，剩下的是每個(gè)子網(wǎng)的主機號，這時(shí)該如何進(jìn)行每個(gè)子網(wǎng)的掩碼計算。

下面總結一下有關(guān)子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò )劃分常見(jiàn)的面試考題：

1）利用子網(wǎng)數來(lái)計算

在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數目，以及每個(gè)子網(wǎng)內的所需主機數目。

(1) 將子網(wǎng)數目轉化為二進(jìn)制來(lái)表示;

如欲將B類(lèi)IP地址168.195.0.0劃分成27個(gè)子網(wǎng)：27=11011；

(2) 取得該二進(jìn)制的位數，為N；

該二進(jìn)制為五位數，N = 5

(3) 取得該IP地址的類(lèi)子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的的前N位置1即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。

將B類(lèi)地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1，得到 255.255.248.0

2）利用主機數來(lái)計算

如欲將B類(lèi)IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)內有主機700臺：

(1) 將主機數目轉化為二進(jìn)制來(lái)表示；

700=1010111100；

(2) 如果主機數小于或等于254（注意去掉保留的兩個(gè)IP地址），則取得該主機的二進(jìn)制位數，為N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說(shuō)主機地址將占據不止8位；

該二進(jìn)制為十位數，N=10；

(3) 使用255.255.255.255來(lái)將該類(lèi)IP地址的主機地址位數全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。

將該B類(lèi)地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址全部置1，得到255.255.255.255，然后再從后向前將后 10位置0,即為：11111111.11111111.11111100.00000000，即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類(lèi)IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

3）還有一種題型，要你根據每個(gè)網(wǎng)絡(luò )的主機數量進(jìn)行子網(wǎng)地址的規劃和計算子網(wǎng)掩碼。這也可按上述原則進(jìn)行計算。

比如一個(gè)子網(wǎng)有10臺主機，那么對于這個(gè)子網(wǎng)需要的IP地址是：

10＋1＋1＋1＝13

注意：加的第一個(gè)1是指這個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接時(shí)所需的網(wǎng)關(guān)地址，接著(zhù)的兩個(gè)1分別是指網(wǎng)絡(luò )地址和廣播地址。

因為13小于16（16等于2的4次方），所以主機位為4位。而256－16＝240，所以該子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。

如果一個(gè)子網(wǎng)有14臺主機，不少人常犯的錯誤是：依然分配具有16個(gè)地址空間的子網(wǎng)，而忘記了給網(wǎng)關(guān)分配地址。這樣就錯誤了，因為14＋1＋1＋1＝17，17大于16，所以我們只能分配具有32個(gè)地址（32等于2的5次方）空間的子網(wǎng)。這時(shí)子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.224。

2.5 ARP/RARP協(xié)議

地址解析協(xié)議，即ARP（Address Resolution Protocol），是根據IP地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。主機發(fā)送信息時(shí)將包含目標IP地址的ARP請求廣播到網(wǎng)絡(luò )上的所有主機，并接收返回消息，以此確定目標的物理地址；收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機ARP緩存中并保留一定時(shí)間，下次請求時(shí)直接查詢(xún)ARP緩存以節約資源。地址解析協(xié)議是建立在網(wǎng)絡(luò )中各個(gè)主機互相信任的基礎上的，網(wǎng)絡(luò )上的主機可以自主發(fā)送ARP應答消息，其他主機收到應答報文時(shí)不會(huì )檢測該報文的真實(shí)性就會(huì )將其記入本機ARP緩存；由此攻擊者就可以向某一主機發(fā)送偽ARP應答報文，使其發(fā)送的信息無(wú)法到達預期的主機或到達錯誤的主機，這就構成了一個(gè)ARP欺騙。ARP命令可用于查詢(xún)本機ARP緩存中IP地址和MAC地址的對應關(guān)系、添加或刪除靜態(tài)對應關(guān)系等。

ARP工作流程舉例：

主機A的IP地址為192.168.1.1，MAC地址為0A-11-22-33-44-01；

主機B的IP地址為192.168.1.2，MAC地址為0A-11-22-33-44-02；

當主機A要與主機B通信時(shí)，地址解析協(xié)議可以將主機B的IP地址（192.168.1.2）解析成主機B的MAC地址，以下為工作流程：

（1）根據主機A上的路由表內容，IP確定用于訪(fǎng)問(wèn)主機B的轉發(fā)IP地址是192.168.1.2。然后A主機在自己的本地ARP緩存中檢查主機B的匹配MAC地址。

（2）如果主機A在A(yíng)RP緩存中沒(méi)有找到映射，它將詢(xún)問(wèn)192.168.1.2的硬件地址，從而將ARP請求幀廣播到本地網(wǎng)絡(luò )上的所有主機。源主機A的IP地址和MAC地址都包括在A(yíng)RP請求中。本地網(wǎng)絡(luò )上的每臺主機都接收到ARP請求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機發(fā)現請求的IP地址與自己的IP地址不匹配，它將丟棄ARP請求。

（3）主機B確定ARP請求中的IP地址與自己的IP地址匹配，則將主機A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。

（4）主機B將包含其MAC地址的ARP回復消息直接發(fā)送回主機A。

（5）當主機A收到從主機B發(fā)來(lái)的ARP回復消息時(shí)，會(huì )用主機B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機緩存是有生存期的，生存期結束后，將再次重復上面的過(guò)程。主機B的MAC地址一旦確定，主機A就能向主機B發(fā)送IP通信了。

逆地址解析協(xié)議，即RARP，功能和ARP協(xié)議相對，其將局域網(wǎng)中某個(gè)主機的物理地址轉換為IP地址，比如局域網(wǎng)中有一臺主機只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通過(guò)RARP協(xié)議發(fā)出征求自身IP地址的廣播請求，然后由RARP服務(wù)器負責回答。

RARP協(xié)議工作流程：

（1）給主機發(fā)送一個(gè)本地的RARP廣播，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址并且請求任何收到此請求的RARP服務(wù)器分配一個(gè)IP地址；

（2）本地網(wǎng)段上的RARP服務(wù)器收到此請求后，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對應的IP地址；

（3）如果存在，RARP服務(wù)器就給源主機發(fā)送一個(gè)響應數據包并將此IP地址提供給對方主機使用；

（4）如果不存在，RARP服務(wù)器對此不做任何的響應；

（5）源主機收到從RARP服務(wù)器的響應信息，就利用得到的IP地址進(jìn)行通訊；如果一直沒(méi)有收到RARP服務(wù)器的響應信息，表示初始化失敗。

2.6. 路由選擇協(xié)議

常見(jiàn)的路由選擇協(xié)議有：RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議。

RIP協(xié)議 ：底層是貝爾曼福特算法，它選擇路由的度量標準（metric)是跳數，最大跳數是15跳，如果大于15跳，它就會(huì )丟棄數據包。

OSPF協(xié)議 ：Open Shortest Path First開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先，底層是迪杰斯特拉算法，是鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議，它選擇路由的度量標準是帶寬，延遲

2.7 TCP/IP協(xié)議

TCP/IP協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的基礎，由網(wǎng)絡(luò )層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。通俗而言：TCP負責發(fā)現傳輸的問(wèn)題，一有問(wèn)題就發(fā)出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺聯(lián)網(wǎng)設備規定一個(gè)地址。

IP層接收由更低層（網(wǎng)絡(luò )接口層例如以太網(wǎng)設備驅動(dòng)程序）發(fā)來(lái)的數據包，并把該數據包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層；相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來(lái)的數據包傳送到更低層。IP數據包是不可靠的，因為IP并沒(méi)有做任何事情來(lái)確認數據包是否按順序發(fā)送的或者有沒(méi)有被破壞，IP數據包中含有發(fā)送它的主機的地址（源地址）和接收它的主機的地址（目的地址）。

TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過(guò)三次握手建立連接，通訊完成時(shí)要拆除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。TCP提供的是一種可靠的數據流服務(wù)，采用“帶重傳的肯定確認”技術(shù)來(lái)實(shí)現傳輸的可靠性。TCP還采用一種稱(chēng)為“滑動(dòng)窗口”的方式進(jìn)行流量控制，所謂窗口實(shí)際表示接收能力，用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。

TCP報文首部格式：

TCP協(xié)議的三次握手和四次揮手：

注：seq:"sequance"序列號；ack:"acknowledge"確認號；SYN:"synchronize"請求同步標志；；ACK:"acknowledge"確認標志"；FIN："Finally"結束標志。

TCP連接建立過(guò)程：首先Client端發(fā)送連接請求報文，Server段接受連接后回復ACK報文，并為這次連接分配資源。Client端接收到ACK報文后也向Server段發(fā)生ACK報文，并分配資源，這樣TCP連接就建立了。

TCP連接斷開(kāi)過(guò)程：假設Client端發(fā)起中斷連接請求，也就是發(fā)送FIN報文。Server端接到FIN報文后，意思是說(shuō)"我Client端沒(méi)有數據要發(fā)給你了"，但是如果你還有數據沒(méi)有發(fā)送完成，則不必急著(zhù)關(guān)閉Socket，可以繼續發(fā)送數據。所以你先發(fā)送ACK，"告訴Client端，你的請求我收到了，但是我還沒(méi)準備好，請繼續你等我的消息"。這個(gè)時(shí)候Client端就進(jìn)入FIN_WAIT狀態(tài)，繼續等待Server端的FIN報文。當Server端確定數據已發(fā)送完成，則向Client端發(fā)送FIN報文，"告訴Client端，好了，我這邊數據發(fā)完了，準備好關(guān)閉連接了"。Client端收到FIN報文后，"就知道可以關(guān)閉連接了，但是他還是不相信網(wǎng)絡(luò )，怕Server端不知道要關(guān)閉，所以發(fā)送ACK后進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，如果Server端沒(méi)有收到ACK則可以重傳�！�，Server端收到ACK后，"就知道可以斷開(kāi)連接了"。Client端等待了2MSL后依然沒(méi)有收到回復，則證明Server端已正常關(guān)閉，那好，我Client端也可以關(guān)閉連接了。Ok，TCP連接就這樣關(guān)閉了！

為什么要三次揮手？

在只有兩次“握手”的情形下，假設Client想跟Server建立連接，但是卻因為中途連接請求的數據報丟失了，故Client端不得不重新發(fā)送一遍；這個(gè)時(shí)候Server端僅收到一個(gè)連接請求，因此可以正常的建立連接。但是，有時(shí)候Client端重新發(fā)送請求不是因為數據報丟失了，而是有可能數據傳輸過(guò)程因為網(wǎng)絡(luò )并發(fā)量很大在某結點(diǎn)被阻塞了，這種情形下Server端將先后收到2次請求，并持續等待兩個(gè)Client請求向他發(fā)送數據...問(wèn)題就在這里，Cient端實(shí)際上只有一次請求，而Server端卻有2個(gè)響應，極端的情況可能由于Client端多次重新發(fā)送請求數據而導致Server端最后建立了N多個(gè)響應在等待，因而造成極大的資源浪費！所以，“三次握手”很有必要！

為什么要四次揮手？

試想一下，假如現在你是客戶(hù)端你想斷開(kāi)跟Server的所有連接該怎么做？第一步，你自己先停止向Server端發(fā)送數據，并等待Server的回復。但事情還沒(méi)有完，雖然你自身不往Server發(fā)送數據了，但是因為你們之前已經(jīng)建立好平等的連接了，所以此時(shí)他也有主動(dòng)權向你發(fā)送數據；故Server端還得終止主動(dòng)向你發(fā)送數據，并等待你的確認。其實(shí)，說(shuō)白了就是保證雙方的一個(gè)合約的完整執行！

使用TCP的協(xié)議：FTP（文件傳輸協(xié)議）、Telnet（遠程登錄協(xié)議）、SMTP（簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議）、POP3（和SMTP相對，用于接收郵件）、HTTP協(xié)議等。

2.8 UDP協(xié)議　

UDP用戶(hù)數據報協(xié)議，是面向無(wú)連接的通訊協(xié)議，UDP數據包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實(shí)現廣播發(fā)送。UDP通訊時(shí)不需要接收方確認，屬于不可靠的傳輸，可能會(huì )出現丟包現象，實(shí)際應用中要求程序員編程驗證。

UDP與TCP位于同一層，但它不管數據包的順序、錯誤或重發(fā)。因此，UDP不被應用于那些使用虛電路的面向連接的服務(wù)，UDP主要用于那些面向查詢(xún)---應答的服務(wù)，例如NFS。相對于FTP或Telnet，這些服務(wù)需要交換的信息量較小。

每個(gè)UDP報文分UDP報頭和UDP數據區兩部分。報頭由四個(gè)16位長(cháng)（2字節）字段組成，分別說(shuō)明該報文的源端口、目的端口、報文長(cháng)度以及校驗值。UDP報頭由4個(gè)域組成，其中每個(gè)域各占用2個(gè)字節，具體如下：

（1）源端口號；

（2）目標端口號；

（3）數據報長(cháng)度；

（4）校驗值。

使用UDP協(xié)議包括：TFTP（簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議）、SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議）、DNS（域名解析協(xié)議）、NFS、BOOTP。

TCP 與 UDP 的區別：TCP是面向連接的，可靠的字節流服務(wù)；UDP是面向無(wú)連接的，不可靠的數據報服務(wù)。

2.9. DNS協(xié)議

DNS是域名系統(DomainNameSystem)的縮寫(xiě)，該系統用于命名組織到域層次結構中的計算機和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，可以簡(jiǎn)單地理解為將URL轉換為IP地址。域名是由圓點(diǎn)分開(kāi)一串單詞或縮寫(xiě)組成的，每一個(gè)域名都對應一個(gè)惟一的IP地址，在Internet上域名與IP地址之間是一一對應的，DNS就是進(jìn)行域名解析的服務(wù)器。DNS命名用于Internet等TCP/IP網(wǎng)絡(luò )中，通過(guò)用戶(hù)友好的名稱(chēng)查找計算機和服務(wù)。

3.0 NAT協(xié)議

NAT網(wǎng)絡(luò )地址轉換(Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù)，是一種將私有（保留）地址轉化為合法IP地址的轉換技術(shù)，它被廣泛應用于各種類(lèi)型Internet接入方式和各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )中。原因很簡(jiǎn)單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問(wèn)題，而且還能夠有效地避免來(lái)自網(wǎng)絡(luò )外部的攻擊，隱藏并保護網(wǎng)絡(luò )內部的計算機。

3.1 DHCP協(xié)議

DHCP動(dòng)態(tài)主機設置協(xié)議（Dynamic Host Configuration Protocol）是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要有兩個(gè)用途：給內部網(wǎng)絡(luò )或網(wǎng)絡(luò )服務(wù)供應商自動(dòng)分配IP地址，給用戶(hù)或者內部網(wǎng)絡(luò )管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。

3.2 HTTP協(xié)議

超文本傳輸協(xié)議（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。所有的WWW文件都必須遵守這個(gè)標準。 HTTP 協(xié)議包括哪些請求？

GET：請求讀取由URL所標志的信息。

POST：給服務(wù)器添加信息（如注釋?zhuān)?/p>

PUT：在給定的URL下存儲一個(gè)文檔。

DELETE：刪除給定的URL所標志的資源。

HTTP 中， POST 與 GET 的區別

1）Get是從服務(wù)器上獲取數據，Post是向服務(wù)器傳送數據。

2）Get是把參數數據隊列加到提交表單的Action屬性所指向的URL中，值和表單內各個(gè)字段一一對應，在URL中可以看到。

3）Get傳送的數據量小，不能大于2KB；Post傳送的數據量較大，一般被默認為不受限制。

4）根據HTTP規范，GET用于信息獲取，而且應該是安全的和冪等的。

I. 所謂 安全的 意味著(zhù)該操作用于獲取信息而非修改信息。換句話(huà)說(shuō)，GET請求一般不應產(chǎn)生副作用。就是說(shuō)，它僅僅是獲取資源信息，就像數據庫查詢(xún)一樣，不會(huì )修改，增加數據，不會(huì )影響資源的狀態(tài)。

II. 冪等 的意味著(zhù)對同一URL的多個(gè)請求應該返回同樣的結果。

在瀏覽器中輸入 www.baidu.com 后執行的全部過(guò)程

現在假設如果我們在客戶(hù)端（客戶(hù)端）瀏覽器中輸入http://www.baidu.com,而baidu.com為要訪(fǎng)問(wèn)的服務(wù)器（服務(wù)器），下面詳細分析客戶(hù)端為了訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器而執行的一系列關(guān)于協(xié)議的操作：

1）客戶(hù)端瀏覽器通過(guò)DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通過(guò)這個(gè)IP地址找到客戶(hù)端到服務(wù)器的路徑�？蛻�(hù)端瀏覽器發(fā)起一個(gè)HTTP會(huì )話(huà)到220.161.27.48，然后通過(guò)TCP進(jìn)行封裝數據包，輸入到網(wǎng)絡(luò )層。

2）在客戶(hù)端的傳輸層，把HTTP會(huì )話(huà)請求分成報文段，添加源和目的端口，如服務(wù)器使用80端口監聽(tīng)客戶(hù)端的請求，客戶(hù)端由系統隨機選擇一個(gè)端口如5000，與服務(wù)器進(jìn)行交換，服務(wù)器把相應的請求返回給客戶(hù)端的5000端口。然后使用IP層的IP地址查找目的端。

3）客戶(hù)端的網(wǎng)絡(luò )層不用關(guān)系應用層或者傳輸層的東西，主要做的是通過(guò)查找路由表確定如何到達服務(wù)器，期間可能經(jīng)過(guò)多個(gè)路由器，這些都是由路由器來(lái)完成的工作，不作過(guò)多的描述，無(wú)非就是通過(guò)查找路由表決定通過(guò)那個(gè)路徑到達服務(wù)器。

4）客戶(hù)端的鏈路層，包通過(guò)鏈路層發(fā)送到路由器，通過(guò)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，如果得到回應后就可以使用ARP的請求應答交換的IP數據包現在就可以傳輸了，然后發(fā)送IP數據包到達服務(wù)器的地址。