后端计算机网络基础 ｜ 豆包MarsCode AI 刷题

Innerpeace498
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协议：对等实体之间，为实现有效的数据交换或者通信，所必须遵守的规则或标准的集合（三要素为语法-传输的内容，数据结构；语义-数据流代表的含义；同步-发送，接收，处理）
标准的组成：提供的服务访问点SAP和下一层请求的SAP，提供的功能；协议内容；数据包的时序
封装：封装是指将控制信息以头部的形式添加到数据包中，头部包括源地址、目的地址、协议类型等信息。
ICMP（Internet Control Message Protocol）： 用于对运行IP的设备的询问，并报告在IP数据包寻径和递交时出错的报告。
常用的协议

  1. SSL/TLS（Secure Sockets Layer/Transport Layer Security）： 用来提供双方设备间的加密和验证通信信道。
  2. ICMP（Internet Control Message Protocol）： 用于对运行IP的设备的询问，并报告在IP数据包寻径和递交时出错的报告。
  3. NAT（Network Address Translation） ：有各种保留地址范围用于特殊目的，这些地址范围作为私有地址保留。
  4. NVT（Network Virtual Terminal） ：为了允许使用不同字符集的计算机之间彼此相互通信，TELNET定义了一个网络虚拟终端字符集。
  5. UDP：轻量级文件传输协议TFTP的设计是为使用UDP传输层，且无需验证而运行的。
  6. IMAP（Internet Message Access Protocol）： 协议是为服务器到客户端的电子邮件消息传输而设计的。
  7. IPsec（Internet Protocol Security）： 是一种为IPv6设计的支持加密和验证的协议。
  8. ARP（Address Resolution Protocol）： 用来在只知道IP地址的情况下去发现硬件地址。 三次握手（Three-Way Handshake）是TCP协议建立连接的过程，确保通信双方都准备好进行数据传输。这个过程涉及到客户端和服务器之间交换三个报文段（segments），以确认连接的建立。下面是三次握手的具体步骤及其详细解释：

三次握手的步骤

  1. 第一次握手（Client to Server）：

    • 客户端发送一个带有SYN（Synchronize Sequence Numbers）标志的TCP报文段到服务器，表示请求建立连接。
    • 这个报文段中包含一个初始序列号（ISN, Initial Sequence Number），客户端生成一个随机数作为起始序列号。
    • 客户端进入SYN_SENT状态。

  2. 第二次握手（Server to Client）：

    • 服务器收到客户端的SYN报文段后，回复一个带有SYN和ACK（Acknowledgment）标志的TCP报文段。
    • 这个报文段中包含服务器的初始序列号，以及对客户端初始序列号的确认（ACK = ISN + 1）。
    • 服务器进入SYN_RECEIVED状态。

  3. 第三次握手（Client to Server）：

    • 客户端收到服务器的SYN+ACK报文段后，发送一个带有ACK标志的TCP报文段。
    • 这个报文段中包含对服务器初始序列号的确认（ACK = ISN + 1）。
    • 客户端进入ESTABLISHED状态。
    • 服务器收到客户端的ACK报文段后，也进入ESTABLISHED状态，连接正式建立。

图解三次握手

Client                                               Server
  |                                                        |
  |  SYN (seq=ISNc)                                        |
  |  ------------------------------------------------------>|
  |                                                        |
  |  <----------------------------------------------------- |
  |  SYN+ACK (seq=ISNs, ack=ISNc+1)                        |
  |                                                        |
  |  ACK (seq=ISNc+1, ack=ISNs+1)                          |
  |  ------------------------------------------------------>|
  |                                                        |
  |  Connection Established                                |
  |                                                        |

三次握手的作用

  1. 同步序列号：

    • 通过三次握手，客户端和服务器可以同步各自的初始序列号，确保数据传输时的可靠性。
    • 序列号用于跟踪每个数据包，确保数据包按顺序到达，防止数据丢失或重复。

  2. 确认连接：

    • 三次握手确保双方都准备好进行数据传输。
    • 如果只有两次握手，可能会导致连接建立失败或数据传输错误。

  3. 防止旧数据包干扰：

    • 通过三次握手，可以防止旧的数据包干扰新的连接建立。
    • 例如，如果客户端发送的SYN报文段在网络中延迟很久后到达服务器，服务器会认为这是一个新的连接请求，但客户端可能已经忘记这个请求。三次握手可以防止这种情况发生。

实际应用中的注意事项

  • 超时重传：如果某个报文段在网络中丢失，发送方会在一定时间内未收到确认后重新发送该报文段。
  • 半开连接：如果客户端发送了SYN报文段但未收到服务器的响应，连接会处于半开状态，客户端可能会尝试重新发送SYN报文段。
  • SYN Flood攻击：攻击者可以通过大量发送SYN报文段来消耗服务器资源，导致服务器无法处理正常的连接请求。这种攻击称为SYN Flood攻击。
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