TCP/UDP、封装与解封装

目录

传输类型

网络里面三层架构

TCP/IP模型

OSI模型

TCP/IP模型   掌握

TCP/IP模型当中重点

数据传递过程中的封装和解封装

封装

解封装

 TCP/UDP

ICMP

ICMP错误报告

ICMP重定向

典型应用

PING应用

PING常用的配置参数说明如下

TRACERT应用

TRACERT常用的配置参数如下:


传输类型

单工:始终只能完成一个方向的数据传输(传输只有一个方向)
半双工:同一时间只能完成一个方向的数据传输(同一时间只能一个方向进行传输)
全双工:同一时间可以完成两个方向的数据传输(同一时间可以进行双向传输)

注意:同一物理链路上相连的两台设备的双工模式必须保持一致

自协商模式下,配置双工模式
执行命令negotiation auto 
缺省情况下,以太网接口的双工模式是和对端接口协商得到的。

非自协商模式下,配置双工模式
执行命令undo negotiation auto 
执行命令duplex { full | half },配置以太网接口的双工模式。
缺省情况下,以太网接口的双工模式为全双工。


网络里面三层架构

    核心层:主要用于高速流量的转发
    汇聚层(分布层)主要把我们接入流量汇聚起来给核心层
    接入层:接入终端设备

 

TCP/IP模型

OSI模型

TCP/IP模型   掌握

目前应用比较广泛的是TCP/IP模型

 

TCP/IP模型当中重点

应用层

应用层协议=传输层协议+端口号。

TCP协议+23端口=telnet协议(应用层)

常用的应用层协议:Telnet协议、dns协议等

传输层

 端口号(16bit):代表一个主机的不同服务

                              范围0—65535(其中0-1023是知名端口;1024-65535可以任意使用)

源端口(Sport)一般源端口是随机产生的

目的端口(Dport)一般目的端口是知名端口

web服务:80端口
telnet服务:23端口
ssh服务:22端口

dns服务:53端口
FTP服务:21端口

网络层

简称为三层,三层逻辑地址,可以变化的比如:192.168.1.1

网络设备主要是靠IP地址进行访问

源IP地址(SIP)

目的IP地址(DIP)

一般情况下,在数据包的传递过程中SIP和DIP不会发生变化。

数据链路层

简称二层,二层里面有一个物理地址 比如:

MAC地址 48bit,指的就是每一个网络设备生产之后就会有唯一MAC地址。

源MAC地址(SMAC)

目的MAC地址(DMAC)

一般情况下 在数据包的传递过程中 SMAC和DMAC是不断变化的

MAC地址由两部分组成,分别是供应商代码和序列号。其中前24位代表该供应商代码,由IEEE管理和分配。剩下的24位序列号由厂商自己分配。

物理层

网线(光纤)通过比特流进行传输。

数据传递过程中的封装和解封装

封装

数据包在发送的时候 进行的一个动作 叫做封装

APP头部 数据
UDP头部 APP头部 数据
IP头部 UDP头部 APP头部 数据
以太网头部 IP头部 UDP头部 APP头部 数据
就会变成比特流传输传输给对端 

总结:逐渐加头部的过程 是从应用封装到物理层

解封装

当服务器接收数据流量的时候 我这边会进行解分装
首先会接收比特流
IP头部 UDP头部 APP头部 数据
UDP头部 APP头部 数据
APP头部 数据
数据

总结:逐渐去掉头部的过程 是从物理层解封装到应用层

 TCP/UDP

TCP协议
    传输控制协议 可靠协议
    三次握手
A发送SYN
B回复SYN+ACK
A回复ACK
    四次分手
A发送FIN
B回复ACK
B发送FIN
A回复ACK

UDP协议
    用户数据协议 不可靠协议

ICMP

ICMP(Internet Control Message Protocol)是网络层的一个重要协议

ICMP作用:是一个网络层协议 用于收集现网诊断信息 包括数据包的连通性或者网络故障点

CMP使用两种报文 一个Echo-request(请求报文) 另一个是Echo-reply报文(响应报文)

 

ICMP错误报告

ICMP定义了各种错误消息,用于诊断网络连接性问题;根据这些错误消息,源设备可以判断出数据传输失败的原因。比如,如果网络中发生了环路,导致报文在网络中循环,最终TTL超时,这种情况下网络设备会发送TTL超时消息给发送端设备。又比如如果目的不可达,则中间的网络设备会发送目的不可达消息给发送端设备。

小结:

注意:ICMP定义了多种消息类型,用于不同的场景
有些消息不需要Code字段来描述具体类型参数,仅用Type字段表示消息类型。
有些ICMP消息使用Type字段定义消息大类,用Code字段表示消息的具体类型。

ICMP重定向

主机A希望发送报文到服务器A,于是根据配置的默认网关地址向网关RTB发送报文。网关RTB收到报文后,检查报文信息,发现报文应该转发到与源主机在同一网段的另一个网关设备RTA,因为此转发路径是更优的路径。所以RTB会向主机发送一个Redirect消息,通知主机直接向另一个网关RTA发送该报文。主机收到Redirect消息后,向RTA发送报文,RTA会将报文转发给服务器A

发生重定向的条件:
第一:同接口进出
第二:满足第二条源和下一跳同网段
第三:路由器RTB发出的重定向报文

典型应用

PING应用

Ping是检测网络连通性的常用工具,同时也能够收集其他相关信息

PING常用的配置参数说明如下

-a(source-ip-address)参数

指定发送ICMP ECHO-REQUEST报文的源IP地址。如果不指定源IP地址,将采用出接口的IP地址作为ICMP ECHO-REQUEST报文发送的源地址。

现在全网已经互通了,我们在R1上面验证一下ping命令的参数

<R1>ping 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
round-trip min/avg/max = 20/30/40 ms

在R1上查看到达3.3.3.3路由的出接口为R1的G0/0/0接口

<R1>display ip routing-table 3.3.3.3
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Table : Public
Summary Count : 1
Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        3.3.3.3/32  Static  60   0          RD   12.1.1.2        GigabitEthernet
0/0/0

所以:默认情况下,R1访问目标地址的时候,所携带的源IP地址是12.1.1.1即自己的接口IP地址作为源IP地址访问目标IP地址
验证-a参数的用法:

<R1>ping -a 1.1.1.1 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=30 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/28/30 ms

<R1>

R1访问目标地址的时候,所携带的源IP地址是1.1.1.1即自己的loopback 0地址

-c(count)参数

指定发送ICMP ECHO-REQUEST报文次数。缺省情况下发送5个ICMP ECHO-REQUEST报文。

<R1>ping -c 1000 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=6 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=7 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=8 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=9 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=10 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=11 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=12 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=13 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=14 ttl=254 time=30 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    14 packet(s) transmitted
    14 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/28/40 ms

<R1>

-h(ttl-value)参数

指定TTL的值。缺省值是255。

<R1>ping -h 1 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    0 packet(s) received
    100.00% packet loss

<R1>ping -h 2 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=40 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 30/32/40 ms

-t(timeout)参数

指定发送完ICMP ECHO-REQUEST后,等待ICMP ECHO-REPLY的超时时间。

<R1>ping -t 31 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Request time out
    Request time out
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    3 packet(s) received
    40.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/26/30 ms

注意:ping命令的输出信息中包括目的地址、ICMP报文长度、序号、TTL值、以及往返时间。序号是包含在Echo回复消息(Type=0)中的可变参数字段,TTL和往返时间包含在消息的IP头中。

TRACERT应用

Tracert是检测网络丢包及时延的有效手段,同时可以帮助管理员发现网络中的路由环路。

<RTA>tracert 30.0.0.2
Tracert to 30.0.0.2(30.0.0.2), max hops:30, packet length:40, press CTRL_C to break 
 1 10.0.0.2 130 ms  50 ms  40 ms 
 2 20.0.0.2 80 ms  60 ms  80 ms
 3 30.0.0.2 80 ms  60 ms  70 ms 

TRACERT常用的配置参数如下:

-a (source-ip-address)参数

指定tracert报文的源地址。

-f (first-ttl)参数

指定初始TTL。缺省值是1。

-m (max-ttl)参数

指定最大TTL。缺省值是30。

-name参数

使能显示每一跳的主机名。

-p (port)参数

指定目的主机的UDP端口号。

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