网络基础

局域网

​ 局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成

• 基于同一台机器上的多个程序之间通信 可以基于文件 （老方法） 基于多台机器之间的通信 可以基于网络 （新方法）

• web程序两种架构完成的: C/S :client(客户端) server(服务端) B/S :browser(浏览器) server(服务端)

• 广播：

  • 主机之间“一对所有”的通讯模式，网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息（不管你是否需要），由于其不用路径选择，所以其网络成本可以很低廉。有线电视网就是典型的广播型网络，我们的电视机实际上是接受到所有频道的信号，但只将一个频道的信号还原成画面。在数据网络中也允许广播的存在，但其被限制在二层交换机的局域网范围内，禁止广播数据穿过路由器，防止广播数据影响大面积的主机

  • 广播寻址，单波返回原地址

    

• ip地址与ip协议

  • 规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示

  • 范围 0.0.0.0-255.255.255.255

  • 下列是内部私有地址，专为局域网使用的，也就是说大企业或网站不能使用：

    • A类 10.0.0.0--10.255.255.255

      B类 172.16.0.0--172.31.255.255

      C类 192.168.0.0--192.168.255.255

• 网关：

  • 家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关（Gateway） 就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。也就是网络关卡。

    • 举例：假设你的名字叫小不点(很小)，你住在一个大院子里，你的邻居有很多小伙伴，父母是你的网关。当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声

    

    他的名字，他听到了就会回应你，并且跑出来跟你玩。但是你家长不允许你走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由父母（网关）用电话帮助你联系。假如你想找你的同学小明聊天，小明家住在很远的另外一个院子里，他家里也有父母（小明的网关）。但是你不知道小明家的电话号码，不过你的班主任老师有一份你们班全体同学的名单和电话号码对照表，你的老师就是你的DNS服务器。

• mac地址：

  • head中包含的源和目标地址由来：ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的地址便是指网卡的地址，即mac地址

  • mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）

    

• arp协议 ——查询IP地址和MAC地址的对应关系：

  • 地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

    • 过程：主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址。收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源

    • 地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存；由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。相关协议有RARP、代理ARP。NDP用于在IPv6中代替地址解析协议。

广域网

• 路由器：

  • 路由器（Router），是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。 路由器是互联网络的枢纽，"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换机在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以说两者实现各自功能的方式是不同的。

  • 路由器（Router）又称网关设备（Gateway）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备

• 子网掩码：

  • 所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。

  • 知道”子网掩码”，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。

    比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算，
    
    172.16.10.1：         10101100.00010000.00001010.000000001
    255.255.255.0:     11111111.11111111.11111111.00000000
    AND运算得网络地址结果： 10101100.00010000.00001010.000000001  -> 172.16.10.0
    
    
    172.16.10.2：         10101100.00010000.00001010.00000010
    255.255.255.0:     11111111.11111111.11111111.00000000
    AND运算得网络地址结果： 10101100.00010000.00001010.000000001  ->   172.16.10.0
                      结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络。
                      
    总结：
        多台机器之间的通信
        1、mac : 机器的唯一标识
        2、网卡 : 一个计算机上的硬件 这个硬件出厂的时候就被分配了一个mac地址
        3、ip地址 :比mac好记,能够按照区域来区分(区分你在哪一个局域网内)
        4、协议 : 在传输过程中规定位数 顺序等等传输规则的内容
        5、交换机 : 局域网内多台机器之间的通信
        6、arp协议 :通过ip地址找到mac地址
        7、局域网概念
        8、路由器 : 能够做局域网与局域网之间的通信
        9、网关ip : 在一台机器对局域网外的地址进行访问的时候使用的出口ip
        10、端口 : 帮助我们找机器上的对应服务 0-65535 惯用的端口号 80,8000之后
    

• ISP：互联网服务提供商 ISP可以从互联网管理机构获得许多IP地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设备，个人或机构向 ISP缴纳一定的费用就可以接入互联网。目前的互联网是一种多层次 ISP 结构，ISP 根据覆盖面积的大小分为第一层 ISP、区域 ISP 和接入 ISP。互联网交换点 IXP 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP。

  

• 主机之间的通信方式：

  • 客户-服务器（C/S）：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
  • 对等（P2P）： 不区分客户和服务器，在P2P网络环境中，彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，各台计算机有相同的功能，无主从之分，一台计算机既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机所使用，又可以作为工作站。通常这些资源和服务包括：信息的共享和交换、计算资源（如CPU计算能力共享）、存储共享（如缓存和磁盘空间的使用）、网络共享、打印机共享等

• 电路交换和分组交换：

  • 电路交换：电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很低，往往不到 10%。
  • 分组交换：每个分组都有首部和尾部，包含了源地址和目的地址等控制信息，在同一个传输线路上同时传输多个分组互相不会影响，因此在同一条传输线路上允许同时传输多个分组，也就是说分组交换不需要占用传输线路，在一个邮局通信系统中，邮局收到一份邮件之后，先存储下来，然后把相同目的地的邮件一起转发到下一个目的地，这个过程就是存储转发过程，分组交换也使用了存储转发过程

• 时延：总时延 = 传输时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

  

• 传输时延：主机或路由器传输数据帧所需要的时间。

• 传播时延：电磁波在信道中传播所需要花费的时间，电磁波传播的速度接近光速

• 处理时延：主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间

• 排队时延：分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间，取决于网络当前的通信量

• 计算机网络体系结构：

  • 五层协议：

  • 应用层 ：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等。数据单位为报文。

  • 传输层 ：为进程提供通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的传输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议：传输控制协议 TCP，提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；用户数据报协议 UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。TCP 主要提供完整性服务，UDP 主要提供及时性服务。

  • 网络层 ：为主机提供数据传输服务。而传输层协议是为主机中的进程提供数据传输服务。网络层把传输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。

  • 数据链路层 ：网络层针对的还是主机之间的数据传输服务，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为同一链路的主机提供数据传输服务。数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。

  • 物理层 ：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。

  • OSI

  其中表示层和会话层用途如下：

  • 表示层 ：数据压缩、加密以及数据描述，这使得应用程序不必关心在各台主机中数据内部格式不同的问题。
  • 会话层 ：建立及管理会话。

  五层协议没有表示层和会话层，而是将这些功能留给应用程序开发者处理。

  • TCP/IP协议

    它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。

    TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。

    TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中占据举足轻重的地位。

• 数据在各层之间传输的过程：在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要传输层和应用层。

• 物理层：

  • 根据信息在传输线上的传送方向，分为以下三种通信方式：
    • 单工通信： 单向传输
    • 半双工通信：双向交替传输
    • 全双工通信：双向同时传输
  • 带宽调制：
    • 模拟信号是连续的信号，数字信号是离散的信号。带通调制把数字信号转换为模拟信号

• 数据链路层：

  • 封装成帧：将网络层传下来的分组添加首部和尾部，用于标记帧的开始和结束。

    

  • 透明传输：透明表示一个实际存在的事物看起来好像不存在一样。就是在首尾添加转义字符

  • 差错检验：目前数据链路层广泛使用了循环冗余检验（CRC）来检查比特差错

• 信道分类：

  • 广播通信：一对多通信，一个节点发送的数据能够被广播信道上所有的节点接收到，所有的节点都在同一个广播信道上发送数据，因此需要有专门的控制方法进行协调，避免发生冲突（冲突也叫碰撞）。主要有两种控制方法进行协调，一个是使用信道复用技术，一是使用 CSMA/CD 协议。
  • 一对一通信，因为不会发生碰撞，因此也比较简单，使用 PPP 协议进行控制

• 信道复用技术：

  • 频分复用：频分复用的所有主机在相同的时间占用不同的频率带宽资源。

    

  • 时分复用：时分复用的所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源。使用频分复用和时分复用进行通信，在通信的过程中主机会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质，通信过程没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用，因此这两种方式对信道的利用率都不高

    

  • 统计时分复用：是对时分复用的一种改进，不固定每个用户在时分复用帧中的位置，只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。

    

  • 波分复用：光的频分复用。由于光的频率很高，因此习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。

    

• 以太网：以太网是一种星型拓扑结构局域网。目前以太网使用交换机替代了集线器，交换机是一种链路层设备，它不会发生碰撞，能根据 MAC 地址进行存储转发。

  • 以太网帧格式：

    • 类型 ：标记上层使用的协议；
    • 数据 ：长度在 46-1500 之间，如果太小则需要填充；
    • FCS ：帧检验序列，使用的是 CRC 检验方法；
    • 前同步码 ：只是为了计算 FCS 临时加入的，计算结束之后会丢弃。

    

• 交换机：交换机具有自学习能力，学习的是交换表的内容，交换表中存储着 MAC 地址到接口的映射。

  • 正是由于这种自学习能力，因此交换机是一种即插即用设备，不需要网络管理员手动配置交换表内容。

    下图中，交换机有 4 个接口，主机 A 向主机 B 发送数据帧时，交换机把主机 A 到接口 1 的映射写入交换表中。为了发送数据帧到 B，先查交换表，此时没有主机 B 的表项，那么主机 A 就发送广播帧，主机 C 和主机 D 会丢弃该帧。主机 B 收下之后，查找交换表得到主机 A 映射的接口为 1，就发送数据帧到接口 1，同时交换机添加主机 B 到接口 3 的映射。

    

虚拟局域网：

​ 虚拟局域网可以建立与物理位置无关的逻辑组，只有在同一个虚拟局域网中的成员才会收到链路层广播信息。

例如下图中 (A1, A2, A3, A4) 属于一个虚拟局域网，A1 发送的广播会被 A2、A3、A4 收到，而其它站点收不到。

使用 VLAN 干线连接来建立虚拟局域网，每台交换机上的一个特殊接口被设置为干线接口，以互连 VLAN 交换机。IEEE 定义了一种扩展的以太网帧格式 802.1Q，它在标准以太网帧上加进了 4 字节首部 VLAN 标签，用于表示该帧属于哪一个虚拟局域网。

• 网络层：因为网络层是整个互联网的核心，因此应当让网络层尽可能简单。网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交互的数据报服务。使用 IP 协议，可以把异构的物理网络连接起来，使得在网络层看起来好像是一个统一的网络。

  

  • 与 IP 协议配套使用的还有三个协议：
    • 地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol）
    • 网际控制报文协议 ICMP（Internet Control Message Protocol）
    • 网际组管理协议 IGMP（Internet Group Management Protocol）

• IP 数据报格式：

  

  • 相应的知识点：
  • 版本 : 有 4（IPv4）和 6（IPv6）两个值；
  • 首部长度 : 占 4 位，因此最大值为 15。值为 1 表示的是 1 个 32 位字的长度，也就是 4 字节。因为首部固定长度为 20 字节，因此该值最小为 5。如果可选字段的长度不是 4 字节的整数倍，就用尾部的填充部分来填充。
  • 区分服务 : 用来获得更好的服务，一般情况下不使用。
  • 总长度 : 包括首部长度和数据部分长度。
  • 生存时间 ：TTL，它的存在是为了防止无法交付的数据报在互联网中不断兜圈子。以路由器跳数为单位，当 TTL 为 0 时就丢弃数据报。
  • 协议 ：指出携带的数据应该上交给哪个协议进行处理，例如 ICMP、TCP、UDP 等。
  • 首部检验和 ：因为数据报每经过一个路由器，都要重新计算检验和，因此检验和不包含数据部分可以减少 计算的工作量。
  • 标识 : 在数据报长度过长从而发生分片的情况下，相同数据报的不同分片具有相同的标识符。
  • 片偏移 : 和标识符一起，用于发生分片的情况。片偏移的单位为 8 字节。

• IP地址划分：

  • IP 地址的编址方式经历了三个历史阶段：

    • 分类：由两部分组成，网络号和主机号，其中不同分类具有不同的网络号长度，并且是固定的。

      二级IP： IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 主机号 >}

      

    • 子网划分：通过在主机号字段中拿一部分作为子网号，把两级 IP 地址划分为三级 IP 地址。

      三级IP： IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 子网号 >, < 主机号 >}

      要使用子网，必须配置子网掩码。一个 B 类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0，如果 B 类地址的子网占两个比特，那么子网掩码为 11111111 11111111 11000000 00000000，也就是 255.255.192.0

      注意，外部网络看不到子网的存在

• 地址解析协议ARP：ARP 实现由 IP 地址得到 MAC 地址。

  1. 

  • 每个主机都有一个 ARP 高速缓存，里面有本局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到 MAC 地址的映射表如果主机 A 知道主机 B 的 IP 地址，但是 ARP 高速缓存中没有该 IP 地址到 MAC 地址的映射，此时主机 A 通过广播的方式发送 ARP 请求分组，主机 B 收到该请求后会发送 ARP 响应分组给主机 A 告知其 MAC 地址，随后主机 A 向其高速缓存中写入主机 B 的 IP 地址到 MAC 地址的映射。

    

• 网际控制报文协议ICMP：是为了更有效地转发 IP 数据报和提高交付成功的机会。它封装在 IP 数据报中，但是不属于高层协议。

  

  • ICMP 报文分为差错报告报文和询问报文。

    

​

• Ping：Ping 是 ICMP 的一个重要应用，主要用来测试两台主机之间的连通性。通过向目的主机发送 ICMP Echo 请求报文，目的主机收到之后会发送 Echo 回答报文。Ping 会根据时间和成功响应的次数估算出数据包往返时间以及丢包率

下图中，场所 A 和 B 的通信经过互联网，如果场所 A 的主机 X 要和另一个场所 B 的主机 Y 通信，IP 数据报的源地址是 10.1.0.1，目的地址是 10.2.0.3。数据报先发送到与互联网相连的路由器 R1，R1 对内部数据进行加密，然后重新加上数据报的首部，源地址是路由器 R1 的全球地址 125.1.2.3，目的地址是路由器 R2 的全球地址 194.4.5.6。路由器 R2 收到数据报后将数据部分进行解密，恢复原来的数据报，此时目的地址为 10.2.0.3，就交付给 Y。

• 网路地址转换NAT：专用网内部的主机使用本地 IP 地址又想和互联网上的主机通信时，可以使用 NAT 来将本地 IP 转换为全球 IP

• 路由器的结构：路由器从功能上可以划分为：路由选择和分组转发。分组转发结构由三个部分组成：交换结构、一组输入端口和一组输出端口。

  • 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D，得到目的网络地址 N。
  • 若 N 就是与此路由器直接相连的某个网络地址，则进行直接交付；
  • 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则把数据报传送给表中所指明的下一跳路由器；
  • 若路由表中有到达网络 N 的路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；
  • 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；

• 路由选择协议：路由选择协议都是自适应的，能随着网络通信量和拓扑结构的变化而自适应地进行调整。

  • 内部网关协议RIP：RIP 是一种基于距离向量的路由选择协议。距离是指跳数，直接相连的路由器跳数为 1。跳数最多为 15，超过 15 表示不可达
  • 内部网关协议：OSPF，开放最短路径优先 OSPF，是为了克服 RIP 的缺点而开发出来的。

• 传输层：网络层只把分组发送到目的主机，但是真正通信的并不是主机而是主机中的进程。传输层提供了进程间的逻辑通信，传输层向高层用户屏蔽了下面网络层的核心细节，使应用程序看起来像是在两个传输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。

  • UDP和TCP的区别：

    • 用户数据报协议 UDP（User Datagram Protocol）是无连接的，尽最大可能交付，没有拥塞控制，面向报文（对于应用程序传下来的报文不合并也不拆分，只是添加 UDP 首部），支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
    • 传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）是面向连接的，提供可靠交付，有流量控制，拥塞控制，提供全双工通信，面向字节流（把应用层传下来的报文看成字节流，把字节流组织成大小不等的数据块），每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。

  • UDP首部格式：首部字段只有 8 个字节，包括源端口、目的端口、长度、检验和。12 字节的伪首部是为了计算检验和临时添加的。

    

  • TCP首部格式：

    

    • 序号 ：用于对字节流进行编号，例如序号为 301，表示第一个字节的编号为 301，如果携带的数据长度为 100 字节，那么下一个报文段的序号应为 401。

    • 确认号 ：期望收到的下一个报文段的序号。例如 B 正确收到 A 发送来的一个报文段，序号为 501，携带的数据长度为 200 字节，因此 B 期望下一个报文段的序号为 701，B 发送给 A 的确认报文段中确认号就为 701。

    • 数据偏移 ：指的是数据部分距离报文段起始处的偏移量，实际上指的是首部的长度。

    • 确认 ACK ：当 ACK=1 时确认号字段有效，否则无效。TCP 规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把 ACK 置 1。

    • 同步 SYN ：在连接建立时用来同步序号。当 SYN=1，ACK=0 时表示这是一个连接请求报文段。若对方同意建立连接，则响应报文中 SYN=1，ACK=1。

    • 终止 FIN ：用来释放一个连接，当 FIN=1 时，表示此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放连接。

    • 窗口 ：窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的

    • 三次握手：假设 A 为客户端，B 为服务器端。

      • 首先 B 处于 LISTEN（监听）状态，等待客户的连接请求。
      • A 向 B 发送连接请求报文，SYN=1，ACK=0，选择一个初始的序号 x。
      • B 收到连接请求报文，如果同意建立连接，则向 A 发送连接确认报文，SYN=1，ACK=1，确认号为 x+1，同时也选择一个初始的序号 y。
      • A 收到 B 的连接确认报文后，还要向 B 发出确认，确认号为 y+1，序号为 x+1。
      • B 收到 A 的确认后，连接建立。

      三次握手的原因

      第三次握手是为了防止失效的连接请求到达服务器，让服务器错误打开连接。

      客户端发送的连接请求如果在网络中滞留，那么就会隔很长一段时间才能收到服务器端发回的连接确认。客户端等待一个超时重传时间之后，就会重新请求连接。但是这个滞留的连接请求最后还是会到达服务器，如果不进行三次握手，那么服务器就会打开两个连接。如果有第三次握手，客户端会忽略服务器之后发送的对滞留连接请求的连接确认，不进行第三次握手，因此就不会再次打开连接。

      

    • TCP的四次挥手：

      • 以下描述不讨论序号和确认号，因为序号和确认号的规则比较简单。并且不讨论 ACK，因为 ACK 在连接建立之后都为 1。

        • A 发送连接释放报文，FIN=1。
        • B 收到之后发出确认，此时 TCP 属于半关闭状态，B 能向 A 发送数据但是 A 不能向 B 发送数据。
        • 当 B 不再需要连接时，发送连接释放报文，FIN=1。
        • A 收到后发出确认，进入 TIME-WAIT 状态，等待 2 MSL（最大报文存活时间）后释放连接。
        • B 收到 A 的确认后释放连接。

        四次挥手的原因

        客户端发送了 FIN 连接释放报文之后，服务器收到了这个报文，就进入了 CLOSE-WAIT 状态。这个状态是为了让服务器端发送还未传送完毕的数据，传送完毕之后，服务器会发送 FIN 连接释放报文。

        

      • TIME_WAIT：客户端接收到服务器端的 FIN 报文后进入此状态，此时并不是直接进入 CLOSED 状态，还需要等待一个时间计时器设置的时间 2MSL。这么做有两个理由：

        • 确保最后一个确认报文能够到达。如果 B 没收到 A 发送来的确认报文，那么就会重新发送连接释放请求报文，A 等待一段时间就是为了处理这种情况的发生。
        • 等待一段时间是为了让本连接持续时间内所产生的所有报文都从网络中消失，使得下一个新的连接不会出现旧的连接请求报文。

      • TCP拥塞控制：如果网络出现拥塞，分组将会丢失，此时发送方会继续重传，从而导致网络拥塞程度更高。因此当出现拥塞时，应当控制发送方的速率。这一点和流量控制很像，但是出发点不同。流量控制是为了让接收方能来得及接收，而拥塞控制是为了降低整个网络的拥塞程度。

        • TCP 主要通过四个算法来进行拥塞控制：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。

• 应用层：

  • 域名系统：DNS 是一个分布式数据库，提供了主机名和 IP 地址之间相互转换的服务。这里的分布式数据库是指，每个站点只保留它自己的那部分数据。
    • 域名具有层次结构，从上到下依次为：根域名、顶级域名、二级域名。
  • 文件传送协议：FTP 使用 TCP 进行连接，它需要两个连接来传送一个文件：
    • 控制连接：服务器打开端口号 21 等待客户端的连接，客户端主动建立连接后，使用这个连接将客户端的命令传送给服务器，并传回服务器的应答。
    • 数据连接：用来传送一个文件数据。
  • 动态主机配置协议：DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 提供了即插即用的连网方式，用户不再需要去手动配置 IP 地址等信息。DHCP 配置的内容不仅是 IP 地址，还包括子网掩码、网关 IP 地址。
    • DHCP 工作过程如下：
      • 主机生成一个包含目的地址为网关路由器 IP 地址的 ARP 查询报文，将该 ARP 查询报文放入一个具有广播目的地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF）的以太网帧中，并向交换机发送该以太网帧，交换机将该帧转发给所有的连接设备，包括网关路由器。
      • 网关路由器接收到该帧后，不断向上分解得到 ARP 报文，发现其中的 IP 地址与其接口的 IP 地址匹配，因此就发送一个 ARP 回答报文，包含了它的 MAC 地址，发回给主机。