37.linux網絡編程--網絡基礎

一.網絡的歷史

提到網絡我們就會知道說的是TCP/IP協議棧。

它的由來我們只做瞭解即可。

他們是冷戰的產物,蘇聯在和美國互相秀肌肉的時候,美國提出了建立國防部高級研究計劃署的一個機構,然後這個機構在1968年提出了“資源共享計算機網絡”,其實就是想讓他們的電腦互聯,有點像搞個局域網的樣子,這個網絡叫“啊帊網”也就是互聯網的雛形。

但是此時的網絡肯定有很多的問題。後來有兩個大牛Robert Kahn 和Vinton Cerf兩人合作爲ARPAnet開發了新的互聯協議。1974年兩人正式發表了第一份TCP協議說明。

那爲什叫TCP/IP協議棧??就跟火影忍者爲什麼不叫水影忍者一樣。

  • 用來檢測網絡傳輸中差錯的傳輸控制協議TCP(可靠傳輸)
  • 專門負責對不同網絡進行互聯的互聯網協議IP

產生了TCP/IP協議棧他的歷史我們就先說這麼多。

 

二.網絡的分層

無論是我們要說的網絡協議棧,還是之後linux系統等他們都是採用了分層的結構。分層的思想可以使複雜的事情簡單化,邏輯更清楚,更容易維護。

  1. 每一層實現不同的功能,對上層的數據做透明傳
  2. 每一層向上層提供服務,同時使用下層提供的服務

說起網絡的分層,都會說到OSI 7層模型,他是一個理想化的模型,尚未有完整的實現。現在的網絡協議棧都是基於這個這個模型做的。我們工業標準常用的模型使四層模型。

3.每一層之間都有統一的接口與上層或者下層交互。

4.網絡接口與物理層 主要屏蔽硬件差異。(以太網 WiFi GPRS等,不同的硬件要有不通過的驅動)

5.交換機於OSI模型的關係:

二層交換機偏硬件(數據鏈路層的交換),三層交換機偏軟件(網絡層的一個交換)

 

三. 網絡各層經典協議

3.1網絡接口與物理層(主要屏蔽硬件差異,各種物理接口)

MAC地址: 48位全球唯一,網絡設備的身份標識

ARP/RARP:   地址解析協議

 ARP: IP地址----->MAC地址
 RARP: MAC地址--->IP地址

ARP欺騙也是黑客攻擊的一種常用方法

PPP協議:撥號協議

GPRS/3G/4G

3.2網絡層(實現物理地址與邏輯地址的轉換)

   IP地址
    IP: Internet protocol(分爲IPV4和IPV6)
    ICMP: Internet控制管理協議,ping命令屬於ICMP
    IGMP: Internet分組管理協議,廣播、組播

3.3傳輸層(應用層程序間的通訊)

TCP: (Transfer Control protocol,傳輸控制協議) 提供面向連接的,一對一的可靠數據傳輸的協議
         即數據無誤、數據無丟失、數據無失序、數據無重複到達的通信
UDP: (user Datagram Protocol 用戶數據報協議) 提供不可靠,無連接的盡力傳輸協議
        是不可靠的無連接的協議。在數據發送前,因爲不需要進行連接,所以可以進行高效率的數據傳輸。

SCTP: 是可靠傳輸,是TCP的增強版,它能實現多主機、多鏈路的通信(軍方應用)

3.4應用層(很多協議支持不同應用)

網頁訪問協議:HTTP/HTTPS
郵件發送接收協議: POP3(收)/SMTP() IMAP(可接收郵件的一部分)
FTP,  文件傳輸協議

Telnet/SSH(加密登錄): 遠程登錄    
 
嵌入式相關:
    NTP: 網絡時鐘協議
    SNMP: 簡單網絡管理協議(實現對網絡設備集中式管理)      
    RTP/RTSP
:用傳輸音視頻的協議(安防監控)

 

四.網絡的封包和拆包

 

完整的TCP/IP數據包(字節爲單位)

MTU值(最大傳輸單元)和網絡類型相關。

mss值(靜態數據)和線路系統特性相關

類似於我們之前說的發快遞和收快遞的過程。

 

下面是從網上找的我認爲非常好的一個圖片:

 

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