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基本概念

【1】基礎(chǔ)知識(shí)

【2】網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

(1)OSI開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)模型

(2)TCP/IP協(xié)議族的體系結(jié)構(gòu)：

【3】TCP和UDP

【4】Socket

【6】其他概念

【1】基礎(chǔ)知識(shí)

1)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的7個(gè)階段

1、批處理(20世紀(jì)50年代)：是指實(shí)現(xiàn)將用戶每個(gè)數(shù)據(jù)裝入卡帶或者磁帶。并有計(jì)算機(jī)按照一

定的順序讀取，是用戶所要執(zhí)行的這些程序和數(shù)據(jù)能夠一并批量得到處理的方式。2、分時(shí)系統(tǒng)(20世紀(jì)60年代)：是指多個(gè)終端(包含鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、顯示器等輸入

輸出設(shè)備組

成，最初還包括打印機(jī))與一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接，允許多個(gè)用戶同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)的

系統(tǒng)。

特性：多路性、獨(dú)占性、交互性和及時(shí)性。

3、計(jì)算機(jī)之間的通信(20世紀(jì)70年代)

4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生(20世紀(jì)80年代)

5、互聯(lián)網(wǎng)的普及(20世紀(jì)90年代)

6、以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為中心的時(shí)代(2000年)

7、從“單純建立連接”到“安全建立連接”(2010年)

2)早期的ARPAnet使用網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議

(Network Control Protocol，NCP)

不能互聯(lián)不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)和不同類(lèi)型的操作系統(tǒng)，沒(méi)有糾錯(cuò)功能

3)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

指網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)和每層所使用協(xié)議的集合

4)通信協(xié)議

1、協(xié)議：一組控制數(shù)據(jù)通信的規(guī)則。三要素：①語(yǔ)法(包括數(shù)據(jù)格式、編碼及信號(hào)電平等)②

語(yǔ)義(包括用于協(xié)議和差錯(cuò)處理的控制信息)③時(shí)序(包括速度匹配和排

序)。

2、標(biāo)準(zhǔn)：一致同意的規(guī)則。分類(lèi)：①事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)際情況或者習(xí)慣②合法標(biāo)準(zhǔn)：法律或者

規(guī)章制度

3、標(biāo)準(zhǔn)化組織：緩慢發(fā)展：ISO：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織;ITU-T：國(guó)際電聯(lián)-電信標(biāo)準(zhǔn)

部;ANSI：美

國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化局;IEEE：電氣電子工程師協(xié)會(huì)(主要是以太網(wǎng)、局域網(wǎng)方面

的);

EIA：電子工業(yè)協(xié)會(huì)(物理傳輸標(biāo)準(zhǔn)、光釬傳輸)。快速發(fā)展：論壇：幀中繼

論壇、

ATM論壇;管理機(jī)構(gòu)：FCC 聯(lián)邦通信委員會(huì)。Internet標(biāo)準(zhǔn)：RFC

【2】網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

(1)OSI開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)模型

1)ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)制定了一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)OSI(開(kāi)放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型,)，對(duì)通信系統(tǒng)

進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。(理想模型，實(shí)際只有四層)

2)OSI模型將通信協(xié)議中必要的功能分成了7層，每個(gè)分層都接收有它下一層所提供的特定

服務(wù)，并

且負(fù)責(zé)為自己的上一層提供特定的服務(wù)。上下層之間進(jìn)行交互時(shí)所遵循的約定叫做“接口”。同一

層之間的交互所遵循的約定叫做“協(xié)議”。

3)7層通信

1、應(yīng)用層：指定特定應(yīng)用的協(xié)議(比如發(fā)送和接受文件的軟件按鈕，發(fā)送者輸入“早上好”并附

上收件人，按下發(fā)送按鈕，接受者收到信息會(huì)將其存儲(chǔ)在硬盤(pán)或者非易失

存儲(chǔ)器

(數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)閿嚯姸鴣G失的一種存儲(chǔ)設(shè)備)上，這些都是在應(yīng)用層上

的)。應(yīng)用

程序：FTP、E-mail、Telnet

2、表示層：設(shè)備固有數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換(接受者和發(fā)送者如果使用的郵件客

戶端不一樣，那么就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信，那么就需要

在表示層

來(lái)起作用，使得在不同的客戶端上擁有相同的網(wǎng)絡(luò)格式)。數(shù)據(jù)格式定

義、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

換/加密

3、會(huì)話層：通信管理，負(fù)責(zé)建立或者斷開(kāi)通信連接(發(fā)送者一次性發(fā)送5份郵件，那么接受者如

何接受，是一次性接受所有的文件然后斷開(kāi)連接還是沒(méi)接受一次就斷開(kāi)，

然后在此

進(jìn)行，發(fā)送者同理)。建立通信進(jìn)程的邏輯名字與物理名字之間的聯(lián)系4、傳輸層：管理兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中斷)之間的數(shù)據(jù)傳輸。負(fù)責(zé)可靠傳輸

(確保數(shù)據(jù)被可

靠地傳送到目標(biāo)地址)(確保發(fā)送者和接受者之間的通信，會(huì)話層負(fù)責(zé)決

定建立連

接和斷開(kāi)連接的時(shí)機(jī)，而傳輸層進(jìn)行實(shí)際的建立和斷開(kāi)處理)。差錯(cuò)處

理/恢復(fù)，流

量控制，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸

5、網(wǎng)絡(luò)層：地址管理與路由選擇，作用：在網(wǎng)絡(luò)相互連接的環(huán)境中，將數(shù)據(jù)從發(fā)送端主機(jī)發(fā)送

到接受端主機(jī)。數(shù)據(jù)分組、路由選擇

6、數(shù)據(jù)鏈路層：互連設(shè)備之間傳送和識(shí)別數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)組成可發(fā)送、接收的幀

7、物理層：以“0”、“1”代表的電壓的高低、燈光的閃滅。界定連接器和網(wǎng)絡(luò)的規(guī)格。傳輸物理信

號(hào)、接口、信號(hào)形式、速率

(2)TCP/IP協(xié)議族的體系結(jié)構(gòu)：

1、應(yīng)用層： TFTP，HTTP，SNMP，F(xiàn)TP，SMTP，DNS，Telnet

2、傳輸層： TCP，UDP

3、網(wǎng)絡(luò)層： IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP 傳輸單位為分組

4、網(wǎng)絡(luò)接口與物理層： SLIP，CSLIP，PPP，ARP(解析mac地址)，RARP，MTU ISO2110，

IEEE802.1,EEE802.2

備注： IP(Internetworking Protocol)網(wǎng)間協(xié)議

TCP(Transmission Control Protocol)傳輸控制協(xié)議

UDP(User Datagram Protocol)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議 HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 超文本傳輸協(xié)議 FTP(File Transfer Protocol)文件傳輸協(xié)議 ARP(Address Resolution Protocol)地址解析協(xié)議

TCP/IP協(xié)議是根據(jù)OSI模型發(fā)展而來(lái)的，(實(shí)際應(yīng)用的結(jié)構(gòu))

TCP：用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸中差錯(cuò)的傳輸控制協(xié)議。IP：專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP吧

【3】TCP和UDP

TCPUDP

(Transmission Control Protocol)(User Datagram Protocol)

即傳輸控制協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議

共同點(diǎn)同為傳輸層協(xié)議

不同點(diǎn)有連接，可靠無(wú)連接，不保證可靠

是一種面向連接的傳輸層協(xié)議，它能提供

高可靠性通信是一種面向連接的傳輸層協(xié) 是不可靠的無(wú)連接的協(xié)議。在數(shù)據(jù)發(fā)送前，因

描述議，它能提供高可靠性通信(即數(shù)據(jù)無(wú)誤、為不需要進(jìn)行連接，所以可以進(jìn)行高效率的數(shù)

數(shù)據(jù)無(wú)丟失、數(shù)據(jù)無(wú)失序、數(shù)據(jù)無(wú)重復(fù)到據(jù)傳輸。

達(dá)的通信)

發(fā)送小尺寸數(shù)據(jù)(如對(duì)DNS服務(wù)器進(jìn)行IP地址

適合于對(duì)傳輸質(zhì)量要求較高，以及傳輸大 查詢(xún)時(shí))在接收到數(shù)據(jù)，給出應(yīng)答較困難的網(wǎng)量數(shù)據(jù)的通信。在需要可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng) 絡(luò)中使用UDP。(如：無(wú)線網(wǎng)絡(luò))適合于廣適用情況 合，通常使用TCP協(xié)議QQ等即時(shí)通訊軟件播/組播式通信中。MSN/QQ/Skype等即時(shí)通的用戶登錄賬戶管理相關(guān)的功能通常采用 訊軟件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)文本通訊以及音視頻通訊通常

TCP協(xié)議 采用UDP協(xié)議流媒體、VOD、VoIP、IPTV等網(wǎng)絡(luò)多媒體服務(wù)中通常采用UDP方式進(jìn)行實(shí)時(shí)

數(shù)據(jù)傳輸

【4】Socket

1)概念：

是一個(gè)編程接口

是一種特殊的文件描述符 (everything in Unix is a file)

并不僅限于TCP/IP協(xié)議

面向連接 (Transmission Control Protocol - TCP/IP)

無(wú)連接 (User Datagram Protocol -UDP 和 Inter-network Packet Exchange

- IPX)

2)socket類(lèi)型

發(fā)送緩沖區(qū)16K

接收緩沖區(qū)85K(默認(rèn))使用getsockopt獲取使用setsockopt

設(shè)置

3)分類(lèi)：

1、流式套接字(SOCK_STREAM)

提供了一個(gè)面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)、無(wú)重

復(fù)的發(fā)

送且按發(fā)送順序接收。內(nèi)設(shè)置流量控制，避免數(shù)據(jù)流淹沒(méi)慢的接

收方。

數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流，無(wú)長(zhǎng)度限制。

--->TCP

2、數(shù)據(jù)報(bào)套接字(SOCK_DGRAM)

提供無(wú)連接服務(wù)。數(shù)據(jù)包以獨(dú)立數(shù)據(jù)包的形式被發(fā)送，不提供無(wú)

差錯(cuò)保證，

數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，順序發(fā)送，可能亂序接收。

--->支持UDP，也支持其他的傳輸協(xié)議，并非為UDP設(shè)計(jì)。3、原始套接字(SOCK_RAW)

可以對(duì)較低層次協(xié)議如IP、ICMP直接訪問(wèn)。

【5】IP地址

1)查看指令： linux：ifconfig windows：ipconfig

2)概念：

IP地址是Internet中主機(jī)的唯一標(biāo)識(shí)

IP地址為32位(IPv4)或者128位(IPv6)

每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須攜帶目的IP地址和源IP地址，路由器依靠此信息為數(shù)據(jù)包選擇路

由

IPV4的表示形式：常用點(diǎn)分十進(jìn)制形式，如192.168.8.222，最后都會(huì)轉(zhuǎn)換為一個(gè)32位的無(wú)符號(hào)整數(shù)。

3)IP地址分類(lèi)(基于IPV4地址的前八位)

A類(lèi) 0000 0000 - 0111 1111 0.x.x.x - 127.x.x.x

(8bit網(wǎng)絡(luò)號(hào) 24bit主機(jī)號(hào))2^24 - 2 (全0和全1不可用)

B類(lèi) 1000 0000 - 1011 1111 128.x.x.x - 191.x.x.x

(16bit網(wǎng)絡(luò)號(hào) 16bit主機(jī)號(hào))2^16 - 2

C類(lèi) 1100 0000 - 1101 1111 192.x.x.x - 223.x.x.x

(24bit網(wǎng)絡(luò)號(hào) 8bit主機(jī)號(hào))2^8 - 2

D類(lèi) 1110 0000 - 1110 1111 224.x.x.x - 239.x.x.x 表示組播

地址

(不做網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的劃分)

E類(lèi) 1111 0000 - 1111 1111 240.x.x.x - 255.x.x.x 屬于保留測(cè)試

(剩余部分)

127.x.x.x 表示主機(jī)地址(本機(jī)回環(huán)地址)127.0.0.1(不經(jīng)過(guò)網(wǎng)卡，網(wǎng)卡不能夠抓取數(shù)據(jù)包)

192.168.x.x 表示局域網(wǎng)IP地址

0.0.0.0 本機(jī)地址自適配，會(huì)自動(dòng)填寫(xiě)網(wǎng)卡對(duì)應(yīng)的IP地址

192.168.8.x

192.168.8.0 表示網(wǎng)段或者網(wǎng)絡(luò)地址

192.168.8.255 表示廣播地址

4)子網(wǎng)掩碼：可以表示當(dāng)前IP地址的最大連接的主機(jī)的個(gè)數(shù)，用于子網(wǎng)劃分 mask & IP地址留下的就是網(wǎng)絡(luò)號(hào)(通常情況下 )

~mask & IP地址留下的就是主機(jī)號(hào)

A類(lèi)：255.0.0.0 2~242^24

B類(lèi)：255.255.0.02~16 2^16

C類(lèi)：255.255.255.02~8 2^8

首先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行查找，找到相應(yīng)的群，然后根據(jù)主機(jī)號(hào)找到對(duì)應(yīng)的具體IP主機(jī)。

5)局域網(wǎng)地址：

A類(lèi)：10.xxx.xxx.xxx

B類(lèi)：172.16.xxx.xxx ~ 172.31.xxx.xxx

C類(lèi)：192.168.xxx.xxx

【6】其他概念

1)網(wǎng)關(guān)：作內(nèi)外網(wǎng)隔離(兩張網(wǎng)卡)NAT內(nèi)外網(wǎng)映射

2)DNS：域名解析服務(wù)

(114.114.114.114)中國(guó)電信域名服務(wù)

(223.5.5.5)(223.6.6.6)阿里云域名服務(wù)

(8.8.8.8)谷歌域名服務(wù)

3)DDNS：動(dòng)態(tài)域名解析服務(wù)(花生殼)

第一次域名查詢(xún) 網(wǎng)關(guān)會(huì)向域名服務(wù)器 查詢(xún)，之后網(wǎng)關(guān)會(huì)把IP地址寫(xiě)到自己的DNS映射。

DNS劫持：修改網(wǎng)關(guān)對(duì)應(yīng)的DNS映射表，將映射網(wǎng)址修改到其他的釣魚(yú)網(wǎng)站。4)端口號(hào) ：(在/etc/services文件內(nèi)查看已經(jīng)被占用的端口號(hào))

為了區(qū)分一臺(tái)主機(jī)接收到的數(shù)據(jù)包應(yīng)該轉(zhuǎn)交給哪個(gè)進(jìn)程來(lái)進(jìn)行處理，使用端口號(hào)來(lái)

區(qū)別

端口號(hào)一般由IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 管理分類(lèi)：

眾所周知端口：1~1023(1~255之間為眾所周知端口，256~1023端口通常由UNIX系統(tǒng)占用)

web服務(wù)器(80)

已登記端口：1024~49151 騰訊客戶端(8080)

動(dòng)態(tài)或私有端口：49152~65535

一般設(shè)置為 6666 7777 8888 9999 10000 10001 TCP和UDP各有一套端口號(hào)。

5)字節(jié)序

不同類(lèi)型CPU的主機(jī)中，內(nèi)存存儲(chǔ)多字節(jié)整數(shù)序列有兩種方法，稱(chēng)為主機(jī)字節(jié)序

(HBO)：

小端序(little-endian) - 低序字節(jié)存儲(chǔ)在低地址

將低字節(jié)存儲(chǔ)在起始地址，稱(chēng)為“Little-Endian”字節(jié)序，Intel、AMD等采用的是這種方式;

大端序(big-endian)- 高序字節(jié)存儲(chǔ)在低地址

將高字節(jié)存儲(chǔ)在起始地址，稱(chēng)為“Big-Endian”字節(jié)序，由ARM、

Motorola等所采用

如何測(cè)試主機(jī)字節(jié)序：

方法1：使用指針

方法2: 使用file命令，file a.out 其中LSB的L代表小端存儲(chǔ)

方法3：使用共用體

網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須按網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，即大端字節(jié)序

6)#include

①in_addr_t inet_addr(const char *cp); 將點(diǎn)分十進(jìn)制IP地址轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的整型數(shù)據(jù)

②char *inet_ntoa(struct in_addr in); 將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的整型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為點(diǎn)分十進(jìn)制IP地址

例子：inet_addr("192.168.8.189");

③uint32_t htonl(uint32_t hostlong);將主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序

④uint16_t htons(uint16_t hostshort);

⑤uint32_t ntohl(uint32_t netlong);將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)化為主機(jī)字節(jié)序

⑥uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

7)MAC地址，多用于局域網(wǎng)。根據(jù)MAC地址，當(dāng)用戶連入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)關(guān)會(huì)生成MAC映射表，用于數(shù)據(jù)傳輸。