一、TCP/IP协议簇(DoD参考模型)

用于简化OSI层次,以及相关的标准。

  • 传输控制协议(tcp/ip)簇是相关国防部DoD所创建的,主要用来确保数据的完整性以及在毁灭性战争中维持通信
  • 是由一组不同功能的协议组合在一起构成的协议簇
  • 利用一组协议完成OSI所实现的功能

1. TCP/IP 协议簇中的相关协议

TCP/IP协议簇--应用层:

TCP/IP协议簇--主机到主机层:

TCP与UDP对比

TCP相关报文结构

  • 源端口:即本地发起连接的端口
  • 目标端口:即要访问的服务的端口
  • 序列号:因为传输层会将上层的数据进行分段,因此需要对分段数据进行编号,同时也便于数据的重组
  • 验证号:用于对数据的进行验证
 

UDP相关报文结构

TCP/UDP端口号(1-65535)

  • 在没有特殊指定情况下,源端口随机分配,目标端口使用知名端口
  • 应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用的且大于1023的
  • 目标端口号为服务器端应用服务的进程,如:telnet为23

二、TCP三次握手四次断开

置位概念:根据TCP的包头字段,存在三个重要的标识 ACK SYN FIN

  • ACK:表示验证字段
  • SYN:位数 置1,表示建立TCP连接
  • FIN:位数 置1,表示断开TCP连接

1. 三次握手

建立过程说明:

  1. 由主机A 发送建立TCP连接的请求报文,其中报文中包含 seq 序列号,是由发送端随机生成的,并且还将报文中的 SYN 字段 置位1,表示需要建立TCP连接
  2. 主机B会回复A 发送的TCP连接请求报文,其中包含seq序列号(是由回复端随机生成的),并且将回复报文的 SYN 字段置1,并且会产生 ACK字段,ACK字段数值是在A发过来的seq序列号基础上 加1 进行回复,以便A收到信息时,知晓自己的TCP建立请求已经得到了验证
  3. A端收到B端发送的TCP建立验证请求后,会使自己的序列号加1 表示,并且再次回复 ACK 验证请求,在B端发送过来的seq的基础上加1,进行回复。

2. TCP四次挥手断开过程

注意:第一步的图中的ctl只发送FIN

 

断开过程说明:

  1. 主机A 发送断开TCP连接请求的报文,其中报文中包含seq序列号(是由发送端随机生成的),并且还将报文中FIN字段置为1,表示需要断开TCP连接
  2. 主机B 会回复A发送的TCP断开请求报文,其中包含seq序列号(是由回复端随机生成的),并且会产生ACK字段,ACK字段数值,是在A发过来的seq序列号基础上加1进行回复,以便A收到信息时,知晓自己的TCP断开请求已经得到了验证
  3. 主机B在回复完A的TCP断开请求后,不会马上就进行TCP连接的断开,主机B会先确保断开前,所有传输到A的数据是否已经传输完毕,一旦确认传输数据完毕就会将回复报文的FIN字段置1,并产生随机seq序列号。
  4. 主机A收到主机B的TCP断开请求后,会回复主机B的断开请求,包含随机生成的seq字段和ack字段,ack字段会在主机B的TCP断开请求的seq基础上加1,从而完成主机B请求的验证回复。

至此,TCP断开的4次挥手过程完毕。

三、TCP/IP 的11种状态

  1. CLOSED
  2. LISTEN
  3. SYN_SEND
  4. SYN_RCVD
  5. ESTABLISHED
  1. FIN_WAIT1
  2. CLOSE_WAIT
  3. FIN_WAIT2
  4. LAST_ACK
  5. TIME_WAIT
  6. CLOSING(服务器端的ACK丢包,客户端只收到了FIN报文)
 

三次握手的5种状态:

  1. 一开始,建立连接之前服务器和客户端的状态都为 CLOSED
  2. 服务器创建 socket 之后开始监听,变为LISTEN状态
  3. 客户端请求建立连接,向服务器发送 SYN 报文,客户端的状态变为 SYN_SENT
  4. 服务器收到客户端的报文后,向客户端发送SYN和ACK报文,此时服务器的状态变为SYN_RCVD
  5. 然后,客户端收到ACK,SYN,就像服务器发送ACK,客户端的状态变为ESTABLISHED
  6. 拂去其收到客户端的ACK后也变为ESTABLISHED,此时,3次握手完成,连接建立!
 

四次挥手断开的7种状态:

由于TCP连接是全双工的,断开连接会比建立连接麻烦一点点。

  1. 客户端先向服务器发送FIN报文,请求断开连接,其状态变为 FIN_WAIT1
  2. 服务器收到FIN后,向客户端发出ACK,服务器状态变为 CLOSE_WAIT
  3. 客户端收到ACK之后,进入FIN_WAIT2状态,此时连接已经断开了一半了。如果服务器还有数据要发送给客户端,就会继续发送
  4. 直到数据发送结束,服务器端就发送FIN报文,此时服务器进入 LAST_ACK状态
  5. 客户端收到服务器的FIN之后,马上发送ACK给服务器,此时客户端进入 TIME_WAIT状态
  6. 再过了2MSL 长的时间后进入CLOSED状态。服务器收到客户端的ACK就进入了CLOSED状态。

至此,还有一个状态没有提及:CLOSING状态

CLOSING状态表示:
客户端发生了FIN,但没有收到服务器的ACK,却收到了服务器的FIN。
这种情况发生在服务器发送的ACK丢包的时候,因为网络传输有时会有意外。

 

TCP的是一种状态转移总结

状态出现方式 状态出现环境 状态名称 状态描述
TCP建立过程的5种状态 服务端/客户端 CLOSED 默认初始化状态
  服务端 LISTEN 建立socket,进入监听状态
  客户端 SYN_SENT 发送syn报文,进入syn发送状态
  服务端 SYN_RVCD 接收syn报文,并回复ack及syn报文
  客户端/服务端 ESTABLISHED 接收syn报文,回复ack,建立连接(客户端);接收ack报文,建立连接(服务端)
TCP断开过程的6种状态 服务端/客户端 ESTABLISHED 默认断开前初始化状态
  客户端 FIN_WAIT1 发送断开请求fin报文
  服务端 CLOSE_WAIT 收到FIN后向客户端发出ACK
  客户端 FIN_WAIT2 收到服务端返回的ACK报文,等待数据传输
  服务端 LAST_ACK 发送fin断开请求报文
  客户端 TIME_WAIT 回复FIN断开请求,发送ack报文
  服务端/客户端 CLOSED 收到ack报文,立即转变为断开状态,等待2MSL后,进入断开状态
  客户端 CLOSING 没有收到回复FIN报文的ACK,直接收到FIN

关闭的4次连接最难理解的状态是TIME_WAIT,存在TIME_WAIT的2个理由:

  1. 可靠地实现TCP全双工连接的终止。

  2. 允许老的重复分节在网络中消逝。

四、TCP/IP协议簇的层次介绍

TCP/IP协议簇--应用层:

TCP/IP协议簇--主机到主机层:

TCP/IP协议簇--因特网层:

TCP/IP协议簇--网络接入层:

五、IP协议

六、ARP协议

 

ARP协议的功能:

  1. 将IPv4地址解析为MAC地址
  2. 维护映射的缓存
 

网络层对应的IP地址,是跨网段使用的。

链路层地址对应的是MAC地址,是物理地址,是在局域网内使用的。

MAC地址就好比自己的小名一样,只有本地局域网有效

[root@oldboy ~]# arp -a
? (192.168.0.100) at f8:38:80:c2:0b:96 [ether] on eth3
? (192.168.0.101) at e4:46:da:ef:08:f1 [ether] on eth3
? (192.168.0.1) at 74:05:a5:87:ad:42 [ether] on eth3
? (192.168.0.102) at 8c:85:90:52:6e:de [ether] on eth3
192:~ zoe$ arp -a
192.168.0.1 (192.168.0.1) at 74:5:a5:87:ad:42 on en0 ifscope [ethernet]
192.168.0.100 (192.168.0.100) at f8:38:80:c2:b:96 on en0 ifscope [ethernet]
192.168.0.109 (192.168.0.109) at 8:0:27:4c:6f:ad on en0 ifscope [ethernet]
? (224.0.0.251) at 1:0:5e:0:0:fb on en0 ifscope permanent [ethernet]
? (239.255.255.250) at 1:0:5e:7f:ff:fa on en0 ifscope permanent [ethernet]

ARP协议过程说明:

因特网层相关的工具:

  • ping
  • traceroute/tracert

七、通过实例分析互联网通信工程

  1. 主机A想访问 B主机,假设 主机A 是telnet 到 主机B 进行访问
  2. 主机A 由应用层构建一个数据包,发送到传输层
  3. 传输层拥有端口号的概念,就会在上层发过来的数据包加上 TCP的头部,即源端口和目标端口,源端口是随机的,目标端口是23。 因为访问的是目的地址的telnet服务;然后封装好的数据包再传给下层。
  4. 在互联网层上拥有IP的概念,就会在上层发过来的数据包加上IP的头部,即源IP地址和目标IP地址,源IP地址就是主机A的地址,目标IP地址就是主机B的地址。然后再将封装好的数据包发送给网络接入层
  5. 网络接入层有用MAC地址的概念,就会在上层发过来的数据包加上MAC地址,即源MAC地址和目标MAC地址,源MAC地址就是主机A的mac,目标的mac地址就是网关接口的MAC地址,默认要是没有网关接口的MAC地址,就会发送arp广播,获得到网关接口的mac地址
  6. 主机A 会将分装好的数据包以 bit 的方式传输给路由器
  7. 路由器收到数据包后,会进行数据包的解封装,获得目标ip网段地址,查询路由表进行路由的转发。
  8. 到达目标网络的路由器后,路由器会广播arp,找到对应目标IP地址的mac地址,根据获取到的目标mac地址,将数据转发到主机B

【Linux网络基础】TCP/IP协议簇的详细介绍(三次握手四次断开,11种状态)的更多相关文章

  1. 网络基础二 tcp/ip协议簇 端口 三次握手 四次挥手 11种状态集

    第1章 概念介绍 1.1 VLAN 1.1.1 什么是VLAN VLAN(Virtual LAN),翻译成中文是“虚拟局域网”.LAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络,也可以是数以百计的计算机构成 ...

  2. TCP/IP 协议簇 端口 三次握手 四次挥手 11种状态集

    第1章 概念介绍 1.1 VLAN 1.1.1 什么是VLAN VLAN(Virtual LAN),翻译成中文是“虚拟局域网”.LAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络,也可以是数以百计的计算机构成 ...

  3. TCP/IP协议簇 端口 三次握手 四次挥手 11种状态集

    第一章:概念介绍 1.1 VLAN 1.1.1 什么是VLAN VLAN (Virturl LAN) ,翻译成中文是:“虚拟局域网”.VLAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络,也可以是数以百计的计 ...

  4. 网络基础tcp/ip协议一

    计算机网络: 硬件方面:通过线缆将网络设备和计算机连接起来 软件方面:操作系统,应用软件,应用程序通过通信线路互连 实现资源共享,信息传递 计算机网络的功能: 数据通信 资源共享 增加可靠性 提高系统 ...

  5. 网络基础tcp/ip协议四

    网络层的功能: 定义了基于ip协议的逻辑地址. 链接不同的媒介类型. 选择数据通过网络的最佳路劲. 数据包格式: 优先级与服务类型(8)位:优先级与服务类型 标识符,标志,段偏移量:这几个字用来对数据 ...

  6. 网络基础tcp/ip协议二

    物理层解析: 物理层是TCP/IP模型的最低层,物理层为数据提供数据传输可靠通路. 物理层关心的介质: 信号 接口 传输介质 信号的分类:(信号是信息传递的媒介.) 模拟信号:连续变化的物理量 数字信 ...

  7. 网络基础tcp/ip协议五

    传输层的作用: ip层提供点到点的链接. 传输层提供端到端的链接. 传输层的协议: TCP: 传输控制协议可靠的,面向链接的协议,传输效率低. UDP: 用户数据报协议,不可靠,无连接的服务,传输效率 ...

  8. 网络基础tcp/ip协议三

    数据链路层:(位于网络层与物理层之间) 数据链路层的功能: 数据链路的建立,维护. 帧包装,帧传输,帧同步. 帧的差错恢复. 流量的控制. 以太网:(工作在数据链路层) CSMA/CD(带冲突检测的载 ...

  9. Linux网络基础TCP/IP

    1.osi:七层 上三层,主要是用户层面;下四层是实际进行数据传输物理层: 设备之间比特流的传输,物理接口,电气特性等 端口号的作用 通过IP找到服务器,通过端口号找到具体哪个服务.网页服务的端口号是 ...

随机推荐

  1. js 中对于this 的理解的 经典案例

    function Foo(){ getName = function(){console.log(1);}; return this; }Foo.getName = function(){consol ...

  2. Java数组模拟队列

    队列 先进先出 什么意思呢? 我的理解:队列就是一个数组(不包含链表),然后我们给它施加一个存数据和取数据的规则 当只允许从一端存数据,从另一端取数据的数组,就是队列,我们要做的就是给这个数组施加我们 ...

  3. .NET Core项目部署到Linux(Centos7)(九)防火墙配置,允许外网或局域网访问.NET Core站点

    目录 1.前言 2.环境和软件的准备 3.创建.NET Core API项目 4.VMware Workstation虚拟机及Centos 7安装 5.Centos 7安装.NET Core环境 6. ...

  4. Vim中实现PHP函数tags跳转

    编译安装ctags 下载地址:http://ctags.sourceforge.net/ 下载文件:ctags-5.8.tar.gz 解压ctags:tar -zxcf ctags-5.8.tar.g ...

  5. 家庭版记账本app进度之关于android界面布局的相关学习

    1.线性布局(linearlayout)是一种让视图水平或垂直线性排列的布局线性布局使用<LinearLayout>标签进行配置对应代码中的类是android.widget.LinearL ...

  6. orm层面的删除的注意事项

    orm层面的删除 当两张表的外键约束设置为RESTRICT or ACTION时,在sql的层面上想要删除父级表的数据时吗,mysql会拒绝删除,但是 使用orm的delete还是会删除父级表的数据. ...

  7. PHPDocumentor2.8.5 安装,使用及快速上手

    PHPDocumentor当前版本是phpDocumentor-2.8.5.tgz 关于PHPDocumentor有什么用,还有其历史,我就不介绍了,直接进入正题.老版本的叫PHPDoc,从1.0开始 ...

  8. json格式的文件操作

    1.字典转换为字符串(json.dumps) jsongeshi={"name":"yajuan","age":"10" ...

  9. AJ学IOS(53)多线程网络之NSOperation简介

    AJ分享,必须精品 一:简单介绍 1:NSOperation的作⽤使用步骤: 配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程. NSOperation和NSOper ...

  10. unity3d的键盘和鼠标输入

    一.键盘的输入 •GetKey,GetKeyDown,GetKeyUp三个方法分别获取用户键盘按键的输入 1. GetKey:用户长按按键有效: bool down = Input.GetKeyDow ...