TCP/IP協議棧參考模型
參考模型：應用層、傳輸層、網絡IP層、鏈路層
鏈路層：給網絡IP層提供訪問接口，可以傳輸IP數據包
IP層：將數據包進行分組併發往目的主機或者網絡，對分組進行排序，主要提供路由、網際互聯和擁塞控制，包含網際控制報文協議ICMP和地址識別協議ARP
傳輸層：主要提供兩種協議，傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP
TCP協議是一個面向連接的，可靠的協議，它利用IP層的機制在不可靠的連接的基礎上實現可靠的連接，通過發送窗口控制，超時重發，分包等方法將一臺主機發出的字節流發往互聯網上的其它主機
UDP協議是一個不可靠的，無連接的協議，主要適用於不怕數據丟失，不需要對報文進行排序、流量控制的場景
應用層：基於TCP和UDP可實現很多的應用層協議，如基於TCP協議的文件傳輸協議FTP，Telnet協議，超文本鏈接HTTP協議，基於UDP協議有TFTP，網絡管理協議SNMP，域名服務DNS，網絡文件共享NFS和SAMBA等
鏈路層的主機到網絡層協議
協議格式
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目的地址(6字節) |
源地址(6字節) |
類型(2字節) |
數據(46-1500字節) |
CRC(4字節) |
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0800 IP數據 |
IP數據包(46-1500字節) |
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0806 ARP請求 |
ARP請求應答(28字節)|PAD(18字節) |
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8035 |
ARP請求應答(28字節)|PAD(18字節) |
說明：以太網用48bit來表示源MAC地址和目的MAC地址
類型字段後是數據，對於以太網，規定數據段的大小範圍是46個字節到1500個字節，不足的要用空字符填滿，如ARP協議的數據格式爲28字節，其後使用18個字節的佔位符填充，滿足最小長度
注意：數據段的長度有一個最大值MTU即最大傳輸單元，以太網爲1500，如果IP層有一個要傳送的數據長度比MTU大，在IP層數據要進行分片
CRC：CRC字段對幀內數據進行校驗，保證數據傳輸的準確性，通常由硬件實現
下面是ARP抓包結果
IP層協議
IP層協議提供如下作用：
數據傳送，將數據從一個主機傳輸到另一個主機
尋址，根據子網劃分和IP地址，發現正確的目的主機地址
路由選擇，選擇數據在互聯網上的傳送路徑
數據報文的分段，當傳送的數據大於MTU時，將數據進行分段發送和接收並組裝
協議格式
說明：
標識和片偏移，在IP進行分片的時候，將標識複製的IP的頭部標識數據報文的來源，還要加上分片在原數據報文中的偏移，便於之後進行組裝，利用字段總長度和片偏移可以重新組裝IP的數據報文
生存時間（TTL），表示數據報文最多可以經過的路由器的數量，源主機發送數據時設置TTL（一般爲64或者64），經過一個路由器後TTL的值減一，當TTL爲0的時候，路由器丟棄此包，併發送一個ICMP報文通知源主機，TTL的出現是由於包的傳遞過程中可能會出現錯誤情況，引起包在Internet的路由器之間不斷循環，所以加入TTL限制報文經過路由器的個數。
協議類型，1->ICMP，2->IGMP，6->TCP，17->UDP
下面是IP層抓包結果
網際控制報文協議（ICMP）
ICMP協議作用：經常使用在傳遞差錯信息，時間，回顯，網絡信息等報文控制數據
相關命令：ping，tracert
ping
-t：ping指定的ip，直到停止
-i：生存時間
-n：要發送的請求回顯數
-w：等待每次回覆的超時時間（ms單位）
-4：強制IPV4
tracert
-w：等待每個回覆的超時時間
-4：強制IPV4
-d：不將地址解析成地址
下面爲ping抓包，請求與回顯應答
傳輸控制協議（TCP）
TCP的特點：
字節流的服務：傳輸的數據可視爲無結構的字節流
面向連接的服務：在數據進行傳輸之前，TCP協議需要先建立連接，之後的TCP報文在此連接的基礎上傳輸
可靠傳輸服務：基於校驗和應答重複機制保證傳輸的可靠性，接收方對接收到的報文進行校驗和計算，如果有誤，不發送確認應答，發送方在超時後會自動重發此報文
緩衝傳輸：緩衝傳輸可以延遲傳輸應用層的數據，允許將應用程序需要傳送的數據積攢到一定的數量才進行集中發送
全雙工傳輸：各主機TCP協議以全雙工的方式進行數據流交換
流量控制：TCP協議的滑動窗口機制，支持主機間的端到端的流量控制
下面是TCP的抓包
用戶數據報文協議（UDP）
UDP的特點：
無連接不可靠的服務：數據傳輸不需要建立連接，需要應用層自己構建順序機制和發送接收的確認機制
執行速度比TCP快：多用在系統資源受限的系統
下面是UDP的抓包
地址解析協議（ARP）
ARP作用：在局域網中必須知道網絡設備的硬件地址才能向目的主機發送數據，在Internet中數據傳輸的目的地址是IP地址，數據要能夠正確的傳輸，必須建立IP地址和硬件地址的對應關係，ARP就是建立這種關係的協議
在鏈路層已有抓包，這裏就不在重複抓包了
子網劃分：
等長劃分：如果一個子網地址塊是原來網段的1/2的n,子網掩碼就在原網段的基礎上後移n位
變長劃分：如果一個子網地址塊是原來網段的1/2，子網掩碼就在原網段的基礎上後移n位，不等長子網，子網掩碼也不同