1、常用协议原理和命令

1.1、查找协议的端口号

1.2、arp协议

1.2.1、arp协议在工作的时候有2中类型的数据包

1.2.2、arp病毒的工作原理

1.3、TCP/IP详细图

2、TCP的流程控制

2.1、滑动窗口

2.2、拥塞控制

2.2.1、拥塞控制算法⭐⭐⭐

2.3、TCP的差错控制

3、计时器

3.1、重传计时器——为了控制丢失的数据段⭐⭐⭐

3.2、坚持计时器——为了防止零窗口死锁

3.3、保活计时器——防止两个TCP之间的连接长时间的空闲

3.4、时间等待计时器——连续终止期间使用的

4、TCP的应用

5、UDP的使用

5.1、UDP的封装格式

5.2、UDP的流控和差错控制

6、TCP/IP协议栈

1、常用协议原理和命令

要记住的协议：

http(Hyper Text Transfer Protocol)：超文本传输协议。端口号：80
https(Hyper Text Transfer Protocol Secure)：安全超文本传输协议。端口号：443

http和https，可以理解为传输的内容是明文（http）和传输的内容是加密的（https）

ftp(File Transfer Protocol)：文本传输协议。端口号：21
dns(Domain Name System)：域名系统。端口号：53
smtp(Simple Mail Transfer Protocol)：简单邮件传输协议。发邮件的。端口号：25
snmp(Simple Network Management Protocol)：简单网络管理协议。端口号：161
tftp(Trivial File Transfer Protocol)：普通文件传输协议，大部分用udp工作。端口号：69

1.1、查找协议的端口号

[root@fttsaxf ~]# cat /etc/services|grep snmp  # 查找端口号
snmp            161/tcp                         # Simple Net Mgmt Proto
snmp            161/udp                         # Simple Net Mgmt Proto

1.2、arp协议

arp协议(Address resolution protocol)：地址解析协议；工作在网络层，端口号出现在传输层，所以arp协议没有对应的端口号。

日常中，先使用dns解析协议得到IP地址然后再用arp协议得到MAC地址。例如:www....-->ip-->mac

作用：将IP地址解析为MAC地址

图中的缓存表是arp缓存表

[root@fttsaxf ~]# arp -a  # windows和linux的命令都是这个
? (192.168.29.1) at 00:50:56:c0:00:08 [ether] on ens33
gateway (192.168.29.2) at 00:50:56:ee:e5:6d [ether] on ens33

1.2.1、arp协议在工作的时候有2中类型的数据包

arp request（请求包）
arp response （响应包）

用封装的角度去理解，从网络层和数据链路层，牵扯到的设备有交换机、pc机和路由器

1.2.2、arp病毒的工作原理

arp病毒的危害：导致整个局域网里的主机找不到正确网关，从而导致不能上网

工作原理：伪造arp广播包，IP地址还是网关的，但是mac地址不是正确的网关的，因为交换机只查看mac地址。

如何防范？

设置静态的MAC-->IP对应表，不要让主机刷新你设定好的转换表。把电脑和网关的IP地址和mac地址互相绑定。

[root@fttsaxf ~]# arp -a
? (192.168.29.1) at 00:50:56:c0:00:08 [ether] on ens33
gateway (192.168.29.2) at 00:50:56:ee:e5:6d [ether] on ens33
[root@fttsaxf ~]# ip route
default via 192.168.29.2 dev ens33
169.254.0.0/16 dev ens33 scope link metric 1002
192.168.29.0/24 dev ens33 proto kernel scope link src 192.168.29.128
# -s，static  默认情况下arp缓存表的记录时动态更新的
[root@fttsaxf ~]# arp -s 192.168.29.2 00:50:56:ee:e5:6d
[root@fttsaxf ~]# arp -a
? (192.168.29.1) at 00:50:56:c0:00:08 [ether] on ens33
gateway (192.168.29.2) at 00:50:56:ee:e5:6d [ether] PERM on ens33

arp防火墙，可以帮助我们绑定

1.3、TCP/IP详细图

2、TCP的流程控制

2.0、引入

停止等待协议（发一个报文，停止发送，等待确认收到，然后继续发送。弊端：效率极低）和连续ARQ协议（弊端：怎么能够确定中间包收到了呢？客户端连读向服务端发送了三个包（1，2，3包），若是2号包丢了，那么服务端只会确认收到了1号包，即会收到最大的连续包的序号）

连续arq协议：分为退回n帧协议和选择重传协议

2.0.1、退回n帧协议

例如，如果发送方发送了前5个分组，而中间的第3个分组丢失了。这时接收方只是对前两个分组发出确认（采用的是累计确认方式）。发送方无法知道后面三个分组的下落，而只好把后面的三个分组都再重传一次。这就叫做Go-back-N（回退N），表示需要再退回来重传已发送过的N个分组。可见当通信线路质量不好时，连续ARQ协议会带来负面的影响。这种效率很低的

2.0.2、选择重传协议(SR)

windows默认200毫秒确认一次。

[root@nginx-kafka02 ~]# cd /proc/sys/net/ipv4/
[root@nginx-kafka02 ipv4]# cat tcp_sack   # 这就表示我们内核使用的是选择重传协议
1
# tcp_ack=1，表示开启了选择重传协议：记录有哪些包到了哪些没到，不需要重传丢失包及其之后的所有包。

2.1、滑动窗口

下面通过例子说明如何利用滑动窗口机制进行流量控制

2.2、拥塞控制

不拥塞情况

拥塞情况

中间链路带宽比较窄，传输时窗口大小根据拥塞窗口（记为Cwnd）的大小变为5。这样就提醒了前边的滑动窗口只发送小于或者等于5的数量的包过来，win的值是参考Cwnd的值来定的。

发送方的窗口大小=min（拥塞窗口，接收方发过来的win值)

图片因为链路的堵塞，丢包了，只接受到了102一个确认（即只收到了seq=101的包）

2.2.1、拥塞控制算法⭐⭐⭐

TCP进行拥塞控制的算法有四个：

慢启动
拥塞避免：经过一个RTT时间就增加1
快重传
快恢复（出现了快重传就执行快恢复）

对于ssthresh初始值，不同的操作系统和不同的操作系统内核都是不同的。

这样就能是数据传输达到最大的效率

2.3、TCP的差错控制

TCP差错控制的3种方式

校验和
确认
- 受损伤的数据段
- 丢失的数据段
- 重复的数据段
- 失序的数据段
- 确认的丢失
超时

这些机制就体现了TCP的可靠性。

3、计时器

重传计时器
坚持计时器
保活计时器
时间等待计时器

3.1、重传计时器——为了控制丢失的数据段⭐⭐⭐

3.2、坚持计时器——为了防止零窗口死锁

A收到win=0的确认，等待对方发送确认来通知窗口的大小，并启动坚持计时器。若是在坚持计时器超时之前接收到通知窗口大小的ack，那么A就继续发送后续的数据段；若是在坚持计时器超时之前没有接收到通知窗口大小的ack，那么A会发送探测数据段(这个报文段只有一个字节的数据，有一个序号，但它的序号永远不需要确认；甚至在计算对其他部分的数据的确认时该序号也被忽略。探测报文段提醒对方：确认已丢失，必须重传。)，提醒接收端确认已丢失，如果没有坚持计时器和探测数据段，ack丢失时（我们知道TCP对于确认包是不需要发送确认的，若是确认包丢失了，接收TCP这边会认为自己已经完成任务了，就等待发送TCP发送报文段；但是发送TCP由于没有收到确认，就等待对方发送确认来通知窗口的大小），双方会进入等待死锁的状态。

3.3、保活计时器——防止两个TCP之间的连接长时间的空闲

设想有这样的情况：客户已主动与服务器建立了TCP连接。但后来客户端的主机突然出故障。显然，服务器以后就不能再收到客户发来的数据。因此，应当有措施使服务器不要再白白等待下去。这就是使用保活计时器。服务器每收到一次客户的数据，就重新设置保活计时器，时间的设置通常是两小时。若两小时没有收到客户的数据，服务器就发送一个探测报文段，以后则每隔75秒钟发送一一次。若一连发送10 个探测报文段后仍无客户的响应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭这个连接。

3.4、时间等待计时器——连续终止期间使用的

A发送了最后一个ACK后，不立即关闭连接，等时间等待计时器超时后再关闭。时间等待计时器设置的时间是2MSL。MSL叫做最长报文段寿命，RFC793建议设为2分钟。但是对于现在的网络，MSL = 2分钟可能太长了一些。因此TCP允许不同的实现可根据具体情况使用更小的MSL值。

4、TCP的应用

443是HTTPS默认端口

可以查看/etc/services，里面包含了协议使用的默认端口

5、UDP的使用

稍微记一下

5.1、UDP的封装格式

5.2、UDP的流控和差错控制

UDP没有流控机制
UDP只有检验和来提供差错控制
- 需要上层协议来提供差错控制，例如：TFTP协议

6、TCP/IP协议栈

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2.1、滑动窗口

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