网络协议解释篇

姜饼果子
267 阅读6分钟

ARP协议

  • ARP（Address Resolution Protocol,地址解析协议）是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。使用地址解析协议后，计算机可根据网络层IP数据包包头中的IP信息对应目标硬件地址（MAC地址）信息，以保证通信的正常进行。将IP地址解析成MAC地址。

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ARP工作流程
  • ARP工作过程分为两个阶段：ARP请求过程，ARP响应过程
  1. 每个主机都会在自己的ARP缓冲区建立一个ARP缓存表，表示IP地址和MAC之间的对应关系。
  2. 当A要发送数据时，首先检查ARP缓存表中是否有B的IP地址对应的MAC地址，如果有则直接发送，如果没有就向本网络的所有主机发送ARP数据包.
  3. 当本网络的所有主机收到该ARP数据包时，首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是，则忽略该数据包，如果是，则首先从数据包中取出A的IP和MAC地址写入到ARP列表中；然后将自己的MAC地址写入到ARP响应包中，告诉A自己是它想找的MAC地址。
  4. A收到ARP响应包后，将B的IP和MAC地址写入ARP列表中，并利用此信息发送数据。如果A一直没有收到响应包，则表示ARP查询失败。
ARP缓存表
  • ARP缓存中包含一个或多个表，它们用于存储IP地址及其经过解析的MAC地址。在ARP缓存中的每个表又被称为ARP缓存表。

互联网协议（IP）

  • 互联网协议地址（Internet Protocol Address），缩写IP地址。
IP地址
  • IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式。它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址间的差异。IP地址分为IPv4（IP协议的第四版）和IPv6（IP协议的第六版）两大类。在IPv4版本中规定该地址是由32个二进制位构成，32位不好记，所以IP采用点分四组的表示法。分为转换为十进制0~255之间的数。
  • IP地址由网络地址和主机地址构成，网络地址：标识设备所连接的局域网；主机地址：标识该网络中的设备本身。

UDP协议

什么是UDP协议
  • UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议），UDP协议是一种无连接的协议。UDP的主要作用：将网络数据流量压缩成数据包的形式。
UDP协议特点
  1. UDP协议是一个无连接协议，即通信时不需要创立连接（不需要三次握手）。
  2. UDP可一对多、多对多、多对一、一对一的交互通信。
  3. UDP信息包标题短（简单），只有八个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
  4. UDP使用最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维护复杂的连接状态。
  5. UDP是面向报文的，对应用层传输下来的报文添加首部后，就向下传送给IP层。
  6. UDP无堵塞控制，网络堵塞也不影响发送端的发送频率。
  7. 不可靠（容易丢包）。

TCP协议

  • TCP（Transmission Control Protcol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于IP的传输层协议。为数据提供可靠的端到端的传输。
TCP端口
  • TCP端口就是为TCP协议通信提供服务的端口，所有TCP通信都会使用源端口和目的端口，而这些可以在每个TCP头中找到。
  • TCP的重要控制位：
    1. syn：请求建立连接
    2. fin：请求断开连接
    3. ack：确认控制字段，表示接受的数据进行确认（从而实现了TCP协议的可靠性）
TCP的三次握手

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  • 数据传输过程中：每发送一次数据，都会产生ACK（表示收到了对方seq对应的信息），ack（表示确认收到），seq（请求序列号）
TCP四次挥手

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ICMP协议

  • ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议），是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。
  • 从技术角度来说，ICMP就是一个“错误侦测与回报机制”，其目的就是让我们能够检测网路的连线状况，也能确保连线的准确性。当路由器在处理一个数据包的过程中发生了意外，就可以通过ICMP向数据包的源端报告有关事件。

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DHCP协议

  • DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议，主要作用是集中的管理、分配IP地址。
DHCP工作流程

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  • 为了动态获取并使用一个合法的IP地址，需要经历以下几个阶段：
  1. 发现阶段：即DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段。
  2. 提供阶段：即DHCP服务器提供IP地址的阶段。
  3. 请求阶段：即DHCP客户端请求某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。
  4. 确认阶段：即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段

DNS协议

  • DNS（Domain Name System，域名系统）是一种可以将域名和IP地址相互映射的数据库系统。将可读的URL转化为机器可读的IP地址。

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HTTP协议

  • HTTP（HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议，HTTP是万维网的数据通信的基础。

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HTTP请求方法
  1. GET（完整请求一个资源）
  2. POST（提交表单）
  3. PUT（上传文件）
  4. DELETE（删除）
  5. PATCH
  6. HEAD（仅请求响应首部）
  7. OPTIONS（返回请求的资源所支持的方法）
  8. TRACE（追求一个资源请求中间所经过的代理）
GET和POST的区别
  1. GET做后退和刷新时没有什么变化，它是无害的；POST数据就会被重新递交
  2. GET可以被收藏为书签，POST不可能被收藏为书签；
  3. GET请求可以被浏览器缓存，POST请求不能被浏览器缓存
  4. GET请求的编码类型是：application/x-www-form-urlencoded，POST是：multipart/form-data（对二进制数据使用多重编码）
  5. 历史记录中，GET参数会保留在历史记录，POST不会
  6. GET有数据长度限制，发送数据时GET方法会向URL添加数据，URL的长度是受限制的，限制为2048个字符，POST没有限制
  7. 对字符的限制：GET只允许ASCII字符，POST没有限制
  8. 安全性上：与POST相比，GET安全性比较差，因为GET所发送的数据是URL的一部分，不能发送敏感信息
  9. 可见性上：GET数据在URL中对所有人可见，POST不会显示在URL中
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