1、分層模型

1.1、OSI七層模型

1、OSI（Open System Interconnection，開放系統(tǒng)互連）七層網(wǎng)絡(luò)模型稱為開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 ，是一個(gè)邏輯上的定義，一個(gè)規(guī)范，它把網(wǎng)絡(luò)從邏輯上分為了7層。
2、每一層都有相關(guān)、相對應(yīng)的物理設(shè)備，比如路由器，交換機(jī)。OSI 七層模型是一種框架性的設(shè)計(jì)方法 ，建立七層模型的主要目的是為解決異種網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)所遇到的兼容性問題，其最主要的功能使就是幫助不同類型的主機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
3、它的最大優(yōu)點(diǎn)是將服務(wù)、接口和協(xié)議這三個(gè)概念明確地區(qū)分開來，通過七個(gè)層次化的結(jié)構(gòu)模型使不同的系統(tǒng)不同的網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)可靠的通訊。

1.2 、TCP/IP四層模型

應(yīng)用層—http,ftp,ssh
傳輸層----TCP/UDP協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)層----IP協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)接口層-----以太網(wǎng)幀協(xié)議

?2、協(xié)議

2.1、以太網(wǎng)幀協(xié)議

以太網(wǎng)幀大小必須在64-1518字節(jié)（不包含前導(dǎo)碼和定界符），即包括目的地址（6B）、源地址（6B）、類型（2B）、數(shù)據(jù)、FCS（4B）在內(nèi)，其中數(shù)據(jù)段大小在46-1500字節(jié)之間。

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2.1.2、MAC地址(網(wǎng)卡編號)

1、MAC地址用來識別數(shù)據(jù)鏈路層中相連的節(jié)點(diǎn);
2、長度為48位, 及6個(gè)字節(jié). 一般用16進(jìn)制數(shù)字加上冒號的形式來表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
3、在網(wǎng)卡出廠時(shí)就確定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虛擬機(jī)中的mac地址不是真實(shí)的mac地址, 可能會沖突; 也有些網(wǎng)卡支持用戶配置mac地址)

2.1.3、類型2字節(jié)

當(dāng)類型為0800時(shí)，正常發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)
當(dāng)幀類型為0806時(shí)，會發(fā)送arp數(shù)據(jù)報(bào)-，根據(jù)IP獲取對方的mac地址
當(dāng)幀類型為0835時(shí)，會發(fā)送parp數(shù)據(jù)報(bào)，返回自己的mac地址

?arp數(shù)據(jù)報(bào)，根據(jù)IP獲取對方的mac地址【比如我們從北京向廣州的主機(jī)發(fā)送消息，要獲取廣州主機(jī)的MAC地址】

2.2、ARP報(bào)文格式

1. 硬件類型：目標(biāo)網(wǎng)卡的硬件類型，表明ARP報(bào)文可以在哪種類型的網(wǎng)絡(luò)上傳輸。1表示以太網(wǎng)地址。
2. 協(xié)議類型：硬件地址要映射的協(xié)議地址類型。映射IP地址時(shí)的值為0x0800.
3. 硬件地址長度：即MAC地址的長度（以太網(wǎng)的MAC地址長度為6）。
4. 協(xié)議地址長度：即IP地址的長度。
5. 操作類型：指定本次ARP報(bào)文的類型。1：ARP請求報(bào)文；0：ARP響應(yīng)報(bào)文。
6. 源MAC地址：發(fā)送設(shè)備的MAC地址。
7. 源IP地址：發(fā)送設(shè)備的IP地址。
8. 目標(biāo)MAC地址：接收設(shè)備的MAC地址。在ARP請求報(bào)文中，目標(biāo)MAC地址未知，MAC字段的值為全0（即00-00-00-00-00-00）。
9. 目標(biāo)IP地址：接收設(shè)備的IP地址。

2.3、IP報(bào)文格式

2.3.1、IP協(xié)議的首部格式(IPV4)

組成部分

1. 4位版本號：用來指定IP協(xié)議的版本，IPV4的版本號為4，前4位存儲0100。IPV6的版本號是6，前4位存儲0110
2. 4位首部長度（Internet Header Length）：表明IP首部的大小，單位是4個(gè)字節(jié)，length * 4的字節(jié)數(shù)，因?yàn)檫@一字段共4個(gè)比特位，所以這一字段最大值為2 ^ 4 - 1即15，所以IP首部最大長度為15 * 4即60字節(jié)；在默認(rèn)情況下，該字段被設(shè)置為5，所以默認(rèn)IP首部20字節(jié)。
3. 8位服務(wù)類型：前三位表示優(yōu)先度（已經(jīng)棄用），第4位表示最低延遲、第5位表示最大吞吐、第6位表示最大可靠性、第7位表示最小代價(jià)，這四位互相沖突，只能選擇一個(gè)。需要根據(jù)不同情況進(jìn)行選擇，如果是SSH/TELNET這類遠(yuǎn)端登錄，那么就應(yīng)該選擇最小延時(shí)，如果是FTP類型的程序，則應(yīng)該選擇最大吞吐量；第8位是保留位，目前沒有使用，必須填0。
4. 16位總長度（Total Length）：表示IP首部和后面攜帶的數(shù)據(jù)部分一共有多少個(gè)字節(jié)。該字段有16個(gè)比特位，因此IP數(shù)據(jù)報(bào)整體最大長度為65535個(gè)字節(jié)。
5. 16位標(biāo)識（ID）：唯一地標(biāo)識主機(jī)發(fā)送的報(bào)文，如果一份IP報(bào)文在數(shù)據(jù)鏈路層被分片，那么每一片的該字段應(yīng)該都是相同值。幫助對端主機(jī)在接收后進(jìn)行分片重組。
6. 3位標(biāo)志（Flag）：第一位保留（保留的意思是現(xiàn)在不使用，未來如果需要的話再使用），必須填0；第二位用來指明是否可以分片，如果為0則可以分片，如果為1則不能分片。
7. 13位片偏移（Fragment Offset）：該字段表示分片相對于原始IP報(bào)文開始處的偏移量，其實(shí)就是表示當(dāng)前分片在原報(bào)文中所處的位置，第一個(gè)分片對應(yīng)值為0。由于該字段總共13個(gè)比特位，因此最多可以表示2 ^ 13即8192個(gè)相對位置。單位為8字節(jié)，所以最大可以表示8192 * 8 = 65536個(gè)字節(jié)的位置。
8. （8位生存時(shí)間（Time To Live）：數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的地的最大報(bào)文跳數(shù)（Hop，指網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)區(qū)間，IP數(shù)據(jù)包正是在網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)跳間被轉(zhuǎn)發(fā)），一般為64，每次經(jīng)過一個(gè)路由，TTL–，如果TTL == 0時(shí)還沒到達(dá)目的地，那么這個(gè)報(bào)文就會被丟棄。這個(gè)字段主要是為了防止出現(xiàn)路由循環(huán)，數(shù)據(jù)包在一個(gè)循環(huán)中一直轉(zhuǎn)發(fā)，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。
9. 8位協(xié)議（Protocol）：表示IP的上層是什么協(xié)議，我們熟知的TCP、UDP、ICMP等都是在IP上層的。
10. 16位首部校驗(yàn)和（Header Checksum）：使用CRC進(jìn)行校驗(yàn)，鑒別IP首部是否收到損壞，如果損壞直接丟棄，它只校驗(yàn)IP頭部，不校驗(yàn)下面的內(nèi)容，因?yàn)閮?nèi)容部分的校驗(yàn)是上層傳輸層（TCP）需要考慮的，IP協(xié)議只要發(fā)現(xiàn)首部有問題就直接丟棄該報(bào)文。
11. 32位源IP地址（Source Address）：表示發(fā)送端的IP。
12. 32位目的IP地址（Destination Address）：表示接收端的IP。
13. 選項(xiàng)字段（Options）：不定長，最大可以到40個(gè)字節(jié)。

2.3.2、IP地址分類

IP地址由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識（網(wǎng)絡(luò)地址）和主機(jī)標(biāo)識（主機(jī)地址）兩部分組成。
IP地址劃分為五個(gè)級別，分別為A類、B類、C類、D類和E類（一直沒有使用過），所以目前我們所能見到的IP地址只有A、B、C、D四類。劃分的依據(jù)就是IP地址從第1位到第4位的比特位。

?2.4 、UDP報(bào)文格式

1. 16位源端口(進(jìn)程)
2. 16位目的端口(進(jìn)程)
3. 16位UDP長度(數(shù)據(jù)長度)
4. 16位UDP校驗(yàn)和(數(shù)據(jù)校驗(yàn))

?2.5、TCP報(bào)文格式

• 16位源端口(進(jìn)程)
• 16位目的端口(進(jìn)程)
• 32位序號(Seq)【用來表示A發(fā)送給B的數(shù)據(jù)報(bào)序號】
• 32位確認(rèn)序號(Ack)【客戶端和服務(wù)器端都可以發(fā)送，Ack=Seq+1】
• 4位首都長度：表示TCP頭部有4個(gè)字節(jié)（32位），所以TCP頭部最大長度為15*4=60
• 6個(gè)標(biāo)志位【每個(gè)標(biāo)志位1bit,分別是 URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN】

????????URG：緊急指針有效
????????ACK：確認(rèn)序號有效
????????PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個(gè)報(bào)文交給應(yīng)用層
????????PST：重置連接
????????SYN：建立一個(gè)連接
????????FIN：斷開一個(gè)連接

• 16位滑動(dòng)窗口(表示緩存存儲空間的大小)

? ? ? ? 傳輸數(shù)據(jù)的雙方，如果一邊傳輸?shù)目?#xff0c;一邊接收的慢。那么數(shù)據(jù)接收方會告訴傳輸方，自己 有一個(gè)緩存。傳輸方就會把數(shù)據(jù)放入緩存，當(dāng)緩存滿了，數(shù)據(jù)的傳輸方就會進(jìn)入阻塞等待。

• 16位校驗(yàn)和：檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否一致
• 16位緊急指針：標(biāo)識哪部分?jǐn)?shù)據(jù)是緊急數(shù)據(jù)

?2.6、ICMP報(bào)文格式

ICMP（Internet Control Message Protocol）是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它用于在IP網(wǎng)絡(luò)中傳遞控制信息和錯(cuò)誤消息。它通常與IP協(xié)議一起使用，IP協(xié)議負(fù)責(zé)發(fā)送和路由數(shù)據(jù)包，而ICMP協(xié)議負(fù)責(zé)檢查網(wǎng)絡(luò)是否可達(dá)、路由是否正確、主機(jī)是否可達(dá)等網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的反饋信息

?ICMP報(bào)文屬于IP子協(xié)議，協(xié)議號為1。

2.6.1、ICMP首部格式

其中各字段的含義如下：

類型（Type）：指定 ICMP 報(bào)文的類型，占 1 個(gè)字節(jié)。常見類型有：回顯應(yīng)答（Echo Reply：0）、回顯請求（Echo Request：8）等。

代碼（Code）：指定 ICMP 報(bào)文的代碼，占 1 個(gè)字節(jié)。用于進(jìn)一步描述 ICMP 報(bào)文，與 Type 字段組合使用。

校驗(yàn)和（Checksum）：校驗(yàn)和，用于檢查 ICMP 報(bào)文是否有損壞，占 2 個(gè)字節(jié)。

由類型決定的4字節(jié)：根據(jù)類型不一樣，4字節(jié)表達(dá)的意思不一樣。

數(shù)據(jù)（Data）：數(shù)據(jù)，可變長度。可以是任意數(shù)據(jù)，長度由具體的 ICMP 報(bào)文類型和代碼決定。

?2.6.2、ICMP報(bào)文類型列表

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