TCP/IP四层模型的理解

应用层

没什么好说的，优秀的文章很多

传输层

TCP传输控制层

TCP是面向连接的，可靠的传输协议

面向连接：当通信双方通过三次握手，并且在都在内部开辟了通信所需要的资源，例如SOCKET缓冲区等，这就算一个连接真正建立了。

整个过程

• 三次握手:
• 发送数据
• 四次挥手

利用抓包命令来查看上面的通讯过程

# yum install tcpdump   // 如果没有tcpdump，需要先安装这个程序
# tcpdump -nn -i eth0 port 80
-nn :不转换任何数值型ip和端口号到对应网站和协议
-i	:指定要抓取的网卡，这里指定eth0。不知道有哪些网卡使用ifconfig查看
port:指定要抓取的端口为80

另起终端，用来发送网络请求

# curl www.baidu.com	// 这个命令会进行一次完整的网络通信，且不会保持连接，会进行4次挥手断开连接，最终在原终端就能显示交互的数据了

1. 前三个包就是三次握手的包，然后就是客户端请求百度主页的包(http请求内容)，其中Flags[P.]的含义是告诉对方快处理这个包，我没有包继续发了。

2. 然后百度回复了一个确认包，也就是确认他已经收到了，这就是TCP可靠性的来源。

3. 百度响应我们刚开的http请求了，给我们返回他的响应数据。然后我们收到了，又给了百度一个确认

4. 百度刚开的那个包没有将响应内容给发送完毕，因为每次发送的数据的大小是有限制的，所以可能需要分多个包来发完，这个大小是三次握手的时候双方沟通好的，就是win的大小，这个就是告诉对方，你给我发消息一次能发多大的数据包

5. 然后又给了百度一个确认

6. 数据交互完毕了，因为Curl是一次完整过的请求，其会进行四次挥手，开始进行四次挥手了。我们主动的向百度发送断开连接的请求

显示当前主机当前有哪些TCP连接

netstat -natp
-n: 禁止将协议中的一些数字或者协议的名称，例如localhost，或者将80转换为http
-a: 显示所有的连接
-t: tcp连接
-p:	显示哪个进程持有这个链接

网络层

查看某个网卡的配置信息

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0	// 查看eth0这个网卡的配置 

这就是这个网卡的配置，dhcp：动态主机配置协议就是动态的获取该网卡的ip地址

ONBOOT:自动启动

查看路由表

# route -n

出现了这样的结果，这个结果是什么含义？
每一行代表一个路由规则，决定我们的数据包如何发出去，发到哪去。Metric代表的是跃点的数量，一个跃点代表一个路由器，一般来说系统会优先选择跃点少的路径进行发送。

Use Iface代表这条路由信息是哪个网卡的，如果匹配了对用的路由信息，就从该条路由信息的网卡将数据发送出去，一般我们加入新的网卡，系统都会默认的为我们加一条路由规则，当然我们也可以手动添加。

Genmask，也就是掩码，假如我们现在要发送数据到162.13.12.3，如何决定怎么走？首先用Genmask与之进行与操作，得到的结果再与Destination进行比较，相同就代表这个链路可以到达目标地址，就会数据发送到Gateway(网关)让其继续进行数据的传递，也就是到达了下一跳，这样就进行了一次路由。这里明显如果我们想到达162.13.12.3，就是使用的第二条链路规则，因为其与操作之后结果相同

数据链路层

上面我们说到了网关，我们将数据发送到网关，也就是下一跳。但是问题来了，我们如何发送？ip地址写谁？写我们要到达的目标的ip？还是网关的ip？其实是写的目标的ip地址。那要如何发送到网关呢？这要交给数据链路层来进行操作了，数据链路层利用mac地址来进行通信。利用**arp**协议在已知ip的情况下获取到对应的mac地址。现在已知网关的ip地址，就可以获取到网关的mac地址，然后在链路层上进行发送。又在网络层的数据外部套上一层链路层中的数据，包含了源mac地址(主机的mac)和目标mac地址(网关的mac)，当然不只包含这两个数据。然后数据发送到网关之后，把链路层的数据去掉，查看网络层的数据，发现ip地址不是自己，其又会查询其自己的路由表，找到了下一跳。又获取下一跳的mac地址，又套上一层数据链路层的数据，其中包含源mac地址(此时就是网关的mac了)和目标mac地址(此时就是下一跳的mac)了，就这样一直寻找下一条，直到某个位置拆开链路层的数据包之后发现网络层的数据中的ip是自己，这就到达了目标位置。

mac地址，每一次跳跃都会发生变化

mac地址每次跳跃都会改变，那源ip地址和目标ip地址是否会变呢？

这个问题的答案是不一定的，要看场景，我们一般的家庭路由器上网的时候，用户的ip地址一般都是192.168.2.xxx这种形式的，那我们在网络上通信肯定不可能使用这种ip地址啊，这样岂不是会有很多相同的源ip地址在网络上进行请求，怎么区分谁是谁呢？所以说，我们一般的家庭路由器，源ip地址是会改变的，其会被运营商变成一个公网的ip地址，这样响应数据的时候才能正确的路由回来。但是如果你本身就是公网ip，那就不会变化了。这就是看场景。

ARP协议实验

同样打开两个终端

// 第一个终端执行
# tcpdump -nn -i eth0 port 80 or arp	// 监听80端口或者是arp协议的请求

// 第二个终端执行
# arp -d 192.168.163.2 && curl www.baidu.com	
// 第一部分表示删除192.168.163.2的mac地址记录，这样又需要重新去请求该ip的mac地址，这个IP地址是网关的ip地址，这个就是删除了网关的mac地址记录
// 第二部分就是请求百度 ，因为前一部分删除了网关的mac地址记录，这里要向百度发送请求肯定又需要网关的mac地址，我们也就能看到对应的获取mac地址的arp请求

在第一个终端我们就能看到抓到的记录

可以看到，最开始的这条arp请求就是用来获取192.168.163.128的mac地址的，这个请求是以广播的形式发出去的，然后192.168.163.128收到了这个广播并回复了他。这就是一个arp请求的形式

注意:arp -d 192.168.163.2 && curl www.baidu.com这个两个命令必须一起执行，因为如果如果先执行第一部分再执行第二部分，可能抓包记录中不会有arp请求，因为其可能会周期性的自动获取某个ip对应的mac，可能在你抓包之前，自动获取了，192.168.163.2 的mac地址就已经有了，当然也就不会发送arp请求了

新的问题，运营商如何区分那么多宽带用户

举个例子，比如我们现在使用没有公网ip的家庭路由器上网，我们现在请求百度，我们的ip地址是192.168.1.2，数据发送出去之后，ip地址会被运营商变成公网ip，然后成功的将数据发送到了百度，但是百度响应数据的时候响应到的是运营商啊，因为请求的源ip地址被运营商变成了他的ip，那运营商如何将数据发送给我们？这就要依赖另外一个技术了:端口映射

内网和外网之间的通信（端口映射）

windows下查看路由表

看起来稍微与linux的有所区别，但都是差不多的，这里的接口就与linux下的网卡是一个意思，就决定哪个口出去。在链路上就表示不用经过网关，直接发送到网络中国