计算机网络——TCP/IP协议网络原理_tcp/ip协议原理

摘要

本博文主要是介绍的计算机网路中基础知识。这个技术包括了网络中硬件相关的知识，帮助大家更好的理解计算机网络。同时也是对基础概念的巩固学习。​​​​​​​

 常用的网络协议

（1）TCP/IP协议

TCP/IP是分层协议，如层次图所示：从底层到应用层，分别是物理层，链路层，网络层，传输层，应用层。数据是层层封装，封装的方式一般都是在原有数据的前面加一个数据控制头。

（2）Telnet协议

Telnet是TCP/IP中的一种应用协议，可以为终端仿真提供支持。可使用户连接到主机上，使主机响应起来就像它直接连接在终端上一样。Telnet在发送端和接收端使用TCP的23号端口以进行专用的通信。

（3）FTP协议

FTP协议使用TCP20号和21号端口，20号端口用于数据交换，21号端口用于建立连接，允许目录和文件访问，上传下载，不能远程执行文件。

TFTP是简单文件传输协议（Trivial File Transfer Protocol，TFTP），TFTP是无连接的，使用UDP的69号端口，用于当数据传输错误无关紧要而且无须安全性时的小型文件的传输。

（4）SMTP协议

SMTP是简单邮件传输协议（Simple Mail Transfer Protocol，SMTP）是为网络系统间的电子邮件交换而设计的。使用 25 端口。SMTP只需要在接收端的一个电子邮件地址即可发送邮件。POP3 协议用来接收邮件.使用110端口

（5）DNS服务

DNS是域名解析服务（Domain Name Service, DNS），作用是将域名转换为IP地址，或将IP地址转换为域名，用于解析完全合格域名（FQDN）。使用53号端口。

（6）DHCP服务

DHCP是动态主机配置协议(DHCP)，服务器可以提供的信息有:

• 1、IP地址
• 2、子网掩码(subnet mask)
• 3、域名(domain name)
• 4、默认网关(default gateway)
• 5、DNS

DNS域名系统

域名系统(Domain Name System缩写 DNS，Domain Name被译为域名)是因特网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。（百度百科）例如：一个公司的 Web 网站可看作是它在网上的门户，而域名就相当于其门牌地址，通常域名都使用该公司的名称或简称。例如上面提到的微软公司的域名，类似的还有：IBM 公司的域名是 www.ibm.com、Oracle 公司的域名是 www.oracle.com、Cisco公司的域名是 www.cisco.com 等。

HTTP协议

超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的 WWW（万维网） 文件都必须遵守这个标准。设计 HTTP 最初的目的是为了提供一种发布和接收 HTML 页面的方法。（百度百科）。

计算机网络组成模型

1单个局域网通信

2局域网与局域网通信

广播风暴问题

广播风暴就是因为以太网中出现了明环或暗环，引起广播包被指数涨速递增，整个网络流量被广播包占据，其他的转发业务不能进行。以太交换机对广播包的处理，是不管从哪个端口收到广播包，都完整地复制一份转发到其他端口（除接收到的端口外）。。交换机对广播报文的处理。来自端口1的广播报文做端口2，3，4上各自复制一份发送。

广播风暴产生原因

• 网卡损坏:如果网络机器的网卡损坏，会产生广播风暴。损坏的网卡，不停向交换机发送大量的数据包，产生了大量无用的数据包，产生了广播风暴。由于网卡物理损坏引起的广播风暴，故障比较难排除，由于损坏的网卡一般还能上网，我们可以用Sniffer局域网检测软件，查看网络数据流量，来判断故障点的IP地址。
• 网络环路:曾经在一次的网络故障排除中，发现一个很可笑的错误，一条双绞线，两端插在同一个交换机的不同端口上，导致了网络性能急骤下降，打开网页都非常困难，每台电脑的CPU都占用100%，这种故障，就是典型的网络环路。网络环路的产生，一般是由于一条网络线路的两端，同时接在了一台交换机中。
• 网络病毒:目前，一些比较流行的网络病毒，Funlove、震荡波、RPC等病毒，一旦有机器中毒后，会立即通过网络进行传播。网络病毒的传播，就会损耗大量的网络带宽，引起网络堵塞，引起广播风暴。
• 黑客软件的使用:目前，一些上网者，经常利用网络执法官、网络剪刀手等黑客软件，对内部网络进行攻击，由于这些软件的使用，网络也可能会引起广播风暴。
• 设备数量太多:网络上的设备数量与广播风暴的产生密切相关，网络上的设备数量较多时，网络效率急速下降，容易形成广播风暴，必须通过划分VLAN等方法来隔离广播，一般情况下，每50—100台电脑划分一个VLAN。

广播风暴产生的解决方案

• 物理层面，避免环路
• vlan划分，避免部分风暴
• 路由器隔离，加一层过滤，消除广播风暴
• 找出这些节点组成的网络中的最小生成树。

路由协议

路由器的工作原理

静态路由

动态路由

什么是 DHCP ？

这里有两种配置方式，一种是自动获取 ip 地址，一种是我们手动来设置。

客户端请求 ip：客户端会发送一个广播，我们知道，广播报文是会发送局域网内的所有其他主机的，广播的目的 ip 是 255.255.255.255，目的端口是 68，为了让别人知道它是来请求一个 ip 的，我们的客户端会把 0.0.0.0 作为自己的源 ip，源端口是 67。意在告诉别人：我现在啥也没有，急需一个 ip，哪位老铁能给我提供一个 ip。我们把这个请求 ip 的报文称之为 discover 报文。

有人可能会问，只有源 ip 为 0.0.0.0 的信息，我们怎么把报文发送到它的手里呢？这不，我们每台电脑不都有 Mac 地址吗？在 discover 报文中，就会包含它的 MAC 地址了，DHCP 服务器，只需要发一个广播报文就可以了，广播报文的源ip是 DHCP 服务器自己的 ip，源端口是 67，目的地址是 255.255.255.255，目的端口是 68，我们把 DHCP 提供 ip 地址的报文称之为offer报文。

客户端挑选 ip 地址：我们知道，有可能不知一台 DHCP 服务器收到了 discover 请求报文，也就是说，我们的主机可能会收到多个 offer 报文，所以呢，我们的主机会选择其中一个心仪的 offer 报文来作为自己的 ip，一般是选择最先收到的 offer 报文，选择好之后，会给对应的 DHCP 服务器次发送一个 request 报文，意在告诉它，我看中了你的报文。DHCP 收到 request 报文之后，会给它回复一个 ACK 报文，并且把这个分配出去的 ip 进行登记(例如把这个 ip 标记为已使用状态)。当我们的主机收到 ACK 报文之后，就可以开始冲浪在网上冲浪了。

博文参考

万字长文带你图解计算机网络（超全）！！【图文】_mb5fe18fed96438_51CTO博客