网络交互知识点 | 青训营

飞雷通
134 阅读6分钟

网络接入

(1) 物理层次

img

(2) 路由

路由协议（英语：Routing protocol）是一种指定数据包转送方式的网上协议。工作在网络层。

  • 往同网段如何发包/交互：将目标IP的Mac更改为目标IP查询到的Mac
  • 路由不一定对称
  • 路由工作在OSI参考模型第三层——网络层的数据包转发设备。
  • 路由是更改Mac地址，找到发包口
  • 动态路由BGP/OSPF：动态路由是指路由器能够自动地建立自己的路由表，并且能够根据实际情况的变化适时地进行调整。

(3) ARP协议

地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议

  • ARP本质是查找下一跳MAC，不是请求目标地址
  • 逻辑同网段才能发送APR
  • APR请求广播，APR请求单播
  • 免费ARP：主动广播告知MAC地址；代理ARP：虚拟网络/伪造MAC地址。

免费ARP一般指无故（Gratuitous ARP，GARP）ARP。主机有时会使用自己的IP地址作为目标地址发送ARP请求。因为它不是经过其他主机的ARP请求广播后发出的ARP广播，所以叫无故ARP，也有人叫免费ARP。

免费ARP主要有两个用途：

（1）检查重复地址（如果收到ARP响应表明存在重复地址）。

（2）用于通告一个新的数据链路标识。当一个设备收到一个ARP请求时，发现ARP缓冲区中已有发送者的IP地址，则更新此IP地址的MAC地址条目。

（3）某个子网内运行热备份路由协议（HSRP）的路由器如果从其他路由器变成了主路由器，它就会发送一个无故ARP来更新该子网上的ARP缓存

代理ARP：代理ARP就是将一个主机“作为”另一个主机对收到的ARP请求进行应答。它能使得在不影响路由表的情况下添加一个新的Router，使得子网对该主机来说变得更透明化。同时也会带来巨大的风险，除了ARP欺骗，和某个网段内的ARP增加，最重要的就是无法对网络拓扑进行网络概括。代理ARP的使用一般是使用在没有配置默认网关和路由策略的网络上的。

(4)IP协议

IP协议：IP指网际互连协议，Internet Protocol的缩写，是TCP/IP体系中的网络层协议。

  • 唯一标识，互联网通用。抖音客户端一个，抖音服务端一个。
  • Mac地址不能代替IP地址
  • IPv4：互联网终端节点的唯一标识，但是网络地址资源不足。
  • IPv6：不仅仅是IP地址长度的增加，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍

Mac地址不能代替IP地址：

1、IP地址和MAC地址的位数不同，IP地址是32位二进制，而MAC地址是48位二进制；

2、IP地址是指网络设备的唯一标识，而MAC地址是物理网络接口的唯一标识；

3、IP地址用于区分网络中的计算机，而MAC地址用于区分网络中的网络接口；

4、IP地址是网络设备和互联网的基础，而MAC地址是网络设备和网络之间的基础。

(5) NAT

NAT（Network Address Translation），是指网络地址转换，改IP和端口

NAT图解：

img

网络传输

(1) 数据包

  • 数据包：本质上是一段内存，里面存储的内存是有序的，一般是按照TCP/IP的多层协议去封装。拆包/封包都是按照协议去写内存/读内存。
  • 包(Packet)是TCP/IP协议通信传输中的数据单位，一般也称“数据包”。包(Packet)：在包交换网络里，单个消息被划分为多个数据块，这些数据块称为包，它包含发送者和接收者的地址信息。这些包然后沿着不同的路径在一个或多个网络中传输，并且在目的地重新组合。

(2) 数据包发送

img

(3) 请求DNS

DNS：域名系统（英文：Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用UDP端口53。当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。

请求流程：

  • 客户端发送www.douyin.com的解析请求
  • 递归解析器去问 “ . ”，com.去哪里解析
  • 递归解析器去问“ com. ”，douyin.com去哪里解析
  • douyin.com告诉递归解析到xxx

image.png

(4) DNS的传输协议UDP

UDP：UDP 为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据包的方法。特点：(1) UDP无连接。(2) 连接多样化。(3) 不可靠。(4) 面向报文流。缺点：UDP不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。

UDP本身相对简单：

image.png

UDP使用困难，需自己解决以下问题：

  • 发包每次发多少?怎么避免分片？
  • 怎么知道没丢包？
  • 怎么权衡传输效率和质量？

(5) TCP协议

TCP： 传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF定义 。特点：(1) 面向连接。(2) 点到点连接。(3) 可靠。(4) 面向字节流。缺点：(1) 队头阻塞问题难以解决。(2) TCP 建立连接的延迟。(3) 网络迁移需要重新建立 TCP 连接。(4) 安全问题，TCP 的序列号都是明文传输，容易被攻击。

sequence number：表示的是我方（发送方）这边，这个packet的数据部分的第一位应该在整个data stream中所在的位置

acknowledge number：表示的是期望的对象（接收方）的下一次sequence number是多少。注意：SYN/FIN的传输虽然没有data，但是会让下一次传输的packet seq增加一；但是，ACK的传输，不会让下一次的传输packet加一。

image.png

(6) HTTP与HTTPS

  • HTTP：(1) HTTP比TCP方便 (2) HTTP1.1的优化：长连接是重点
  • HTTPS：HTTPS （Hypertext Transfer Protocol Secure ），是以安全为目标的 HTTP 通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性。
  • HTTP依然是TCP，只是多加一层规则，不需操作TCP的细节。
  • HTTPS解密后是HTTP

(7) SSL/TLS握手

  • SSL（Secure Socket Layer）安全套接层是在传输通信协议（TCP/IP）上实现的一种安全协议，采用公开密钥技术。
  • 安全传输层协议（TLS）用于在两个通信应用程序之间提供保密性和数据完整性。该协议由两层组成： TLS 记录协议（TLS Record）和 TLS 握手协议（TLS Handshake）。
  • 非对称加密非常消耗资源
avatar
文章
阅读
粉丝