网络协议和管理： ***：虚拟的专有网络 感觉像一条专线，但是虚拟的
网络：网络识别通过有形或无形的媒介连接通信
网络应用程序：
Web 浏览器
即时消息：QQ，微信，钉钉
电子邮件
协作：VNC 网络会议
web网络服务：apache，nginx，IIS
文件网络服务：ftp，nfs，samba
数据库服务：MySQL， MariaDB， MongoDB
中间件服务：Tomcat，JBoss
安全服务：Netfilter
用户应用程序对网络的影响
批处理应用程序
FTP、TFTP、库存更新
无需直接人工交互
带宽很重要，但并非关键性因素
交互式应用程序
库存查询、数据库更新
人机交互
因为用户需等待响应，所以响应时间很重要，
但并非关键性因素，除非要等待很长时间
实时应用程序
VoIP、视频
人与人的交互
端到端的延时至关重要
网络的特征：
速度：bps /8 以位为单位
成本：
安全性：
可用性：
可扩展性：
可靠性：
拓扑：
物理拓扑:
总线拓扑，环状拓扑，星型拓扑
单环状：沿着一个方向传输
双环状：提高冗余性，信号沿相反方向传输
逻辑拓扑：描述了信息在网络中流动的方式
带宽：
主机到主机的通信：
OSI：模型标准
网络模型分层：
应用层：网络进程访问应用层，为应用程序进程提供网络服务，提供身份验证，http。。。
表示层：确保接受系统可以读出该数据，格式化数据，构建数据，协商用于应用层的数据传输语法，提供加密
会话层：主机间通信，应用程序之间通信
传输层：确保数据可靠的传输，建立，维护和终止虚拟电路，通过错误检测和恢复，信息流控制来保障可靠性
实现数据点对点的传输
segment：段
网络层：路由数据，选择传递数据的最佳路径，支持逻辑寻址和路径选择
逻辑地址：ip地址
package：包（packet）
数据链路层：定义如何格式化数据以便进行传输以及如何控制对网络的访问，支持错误检测，对0,1数据的组织，格式化
物理地址
frame：帧
物理层：二进制传输，高低电平。物理设备的连接电气特性，机械规范，过程规范，功能规范
bit： 位
注：每一层都有一个唯一地址
数据封装：每一层都要封装一个报头，除了物理层
数据解封：和上面正好相反
对等通信：
PDU：
PDU: Protocol Data Unit,协议数据单元是指对等层次之间传递的数据单位 物理层的 PDU是数据位 bit 数据链路层的 PDU是数据帧 frame 网络层的PDU是数据包 packet 传输层的 PDU是数据段 segment 其他更高层次的PDU是消息 message 三种通讯模式： 单播： 虽然单播，但是不代表别人收不到。 组播（多播）：部分主机 广播：一定范围内的所有。
局域网：Local Area Network （LAN）
LAN组成： Computer PCs Servers Interconnections:网络连接 NICs:网卡 Media Network devices：网络设备 Hubs Switches Routers Protocols：协议 Ethernet IP ARP DHCP
网络线缆和接口：
10Base5： 10M 基带(数字)， 最大传输距离500m
10BaseT: T 双绞线， 8根四对，避免电磁干扰
STP：屏蔽式双绞线
UTP：非屏蔽式双绞线
光纤：
注：以上都有最大传输距离
双绞线：100m
光纤：公里级别
UTP:
直通线：默认是1，2传，3,6 接受
交叉线：相同的设备连接，如两台电脑，连接，如果都是1,2 发送，3,6接受，就无法使用，所以A pc 1,2发送，B pc，3,6发送
中通线 使用 T568B
交叉线 使用 T568A
插头是：RJ-45 Connector
被插的是： Jack
双绞线针脚定义：
通讯术语：
单工：单向传输
全双工：可双向传输
半双工：不能同时传 --- 对讲机
LAN 标准：
Ethernet Evolution：以太网现在使用的是第二代
MAC：前三位 国际标准规定产商编号
写在ROM中，是可以改的，通过软件方式
Type：上层协议类型
Ethernet Frame 结沟： 整个以太网帧长度： 8 + 6 + 6 + 2 + （46， 1500） + 4 60- 1514 （72 - 1526）
type：指的是上层的协议类型！
数据链路层:
MAC地址：
CSMA/CD：冲突检测的载波侦听多路访问
应用在 数据链路层。 它的工作原理是: 发送数据前 先侦听信道是否空闲 ,若空闲，则立即发送数据。 若信道忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据； 若在上一段信息发送结束后，同时有两个或两个以上的节点都提出发送请求，则判定为冲突。 若侦听到冲突,则立即停止发送数据，等待一段随机时间,再重新尝试。
Hub：集线器
Hub：多端口中继器（信号放大器，传输更远举例)
Hub并不记忆该信息包是由哪个MAC地址发出。
Hub的特点：
共享带宽
半双工：同一时间只能一个人发
不会隔离冲突域
冲突域：
主机越多，冲突域越大
网桥（交换机）：工作原理一样，有学习能力。
工作原理： 以太网桥监听数据帧中源MAC地址，学习MAC，建立MAC表 对于未知MAC 地址，网桥将转发到除接受该帧的端口之外的所有端口 当网桥接收到一个数据帧时，如果该帧的目的位与接收端口所在的网段上，他就过滤掉该数据帧，如果目的MAC 地址在位与另外一个端口，网桥就将该帧转发到该端口。 当网桥接收到广播帧时候，它立即转发到除接收端口之外的所有其他端口。
有一个内存：记录MAC 和 交换机接口对应关系
学习的是源MAC
隔离冲突域，
不能隔离广播域
Hub 和 交换机： Hub工作在物理层，交换机在 数据链路层 后者可以隔离冲突域 Hub 共享所有总线，共享宽带，网桥每个端口占一个宽带。
路由器：隔离广播域
为了实现路由，需要做以下事情：
分隔广播域
选择路由表中到达目标最好的路径
维护和检查路由信息
连接广域网
路由：把一个数据包从一个设备发送到不同网络里的另一个设备上去。这些工作依靠路由器来完成。路由器只关心网络的状态和决定网络中的最佳路径。
路由的实现依靠路由器中的路由表来完成
网卡：数据链路层MAC
VLAN：虚拟局域网
分隔广播域
安全
灵活管理
VLAN = 广播域 = 逻辑网络（Subnet）
目前使用网络标准：
wapi：国内局域网标准
wifi:国际标准
wlan：wapi + wifi + 其他无线网络协议
分层的网络架构：
TCP/IP ：协议栈，很多协议，只是用来命名的
Transmission Control Protocol/Internet Protocol传输控制协议/因特网互联协议
TCP/IP是一个Protocol Stack，包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP等许多协议,最早发源于美国国防部（缩写为DoD）的因特网的前身ARPA网项目，1983年1月1日，TCP/IP取代了旧的网络控制协议NCP，成为今天的互联网和局域网的基石和标准,由互联网工程任务组负责维护，共定义了四层和ISO参考模型的分层有对应关系
四层：
应用层:
传输层
internet层
network访问层（network 包括了internet）
TCP/IP协议栈 和OSI 模型对比：
TCP & UDP 对比：
tcp:面向连接（可靠新差，效率不是很高）
序列化数据，添加数据标号的，将数据组装起来
udp
非面向连接
非序列化数据，不会添加数据编号
TCP特性：
半关闭：你可以理我，我可以不理你
工作在传输层
面向连接协议
错误检查 将数据打包成段，排序 确认机制 数据恢复，重传 流量控制，滑动窗口 拥塞控制，慢启动和拥塞避免算法
TCP包头：
源端口、目标端口：计算机上的进程要和其他进程通信是要通过计算机端口的，而一个计算机端口某个时刻只能被一个进程占用，所以通过指定源端口和目标端口，就可以知道是哪两个进程需要通信。源端口、目标端口是用16位表示的，可推算计算机的端口个数为2^16个 序列号：表示本报文段所发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中所传送的 字节流的每一个字节都会按顺序编号。由于序列号由32位表示，所以每2^32个 字节，就会出现序列号回绕，再次从 0 开始 确认号：表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。也就是告诉发送方：我希望你（指发送方）下次发送的数据的第一个字节数据的编号为此确认号 序列号：是全局的，不是针对某个传输 对象来说的， 确认号：我希望你发11包，含义就是10 已经收到了。 ----也可以批量确认，提高效率（通过数据报文中的窗口得知，，是否批量） 窗口有固定窗口，滑动窗口
序列号：2^31
----用完了，转圈使用，还有辅助选项，比如加上时间
数据偏移：报头长度
数据偏移：表示TCP报文段的首部长度，共4位，由于TCP首部包含一个长度可变的选项部分，需要指定这个TCP报文段到底有多长。它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。该字段的单位是32位(即4个字节为计算单位），4位二进制最大表示15，所以数据偏移也就是TCP首部最大60字节 URG：表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段（urgentpointer）只有当URG=1时才有效 ACK：表示是否前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1时，前面的确认号字段才有效。TCP规定，连接建立后，ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段 PSH：提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间。如果为1，则表示对方应当立即把数据提交给上层应用，而不是缓存起来，如果应用程序不将接收到的数据读走，就会一直停留在TCP接收缓冲区中 网卡缓存区---》 tcp缓冲区---》应用程序缓冲区 RST：如果收到一个RST=1的报文，说明与主机的连接出现了严重错误（如主机崩溃），必须释放连接，然后再重新建立连接。或者说明上次发送给主机的数据有问题，主机拒绝响应，带RST标志的TCP报文段称为复位报文段 SYN：在建立连接时使用，用来同步序号。当SYN=1，ACK=0时，表示这是一个请求建立连接的报文段；当SYN=1，ACK=1时，表示对方同意建立连接。SYN=1，说明这是一个请求建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段 FIN：表示通知对方本端要关闭连接了，标记数据是否发送完毕。如果FIN=1，即告诉对方：“我的数据已经发送完毕，你可以释放连接了”，带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段 窗口大小：表示现在允许对方发送的数据量，也就是告诉对方，从本报文段的确认号开始允许对方发送的数据量，达到此值，需要ACK确认后才能再继续传送后面数据，由Window size value * Window size scaling factor（此值在三次握手阶段TCP选项Window scale协商得到）得出此值 校验和：提供额外的可靠性 紧急指针：标记紧急数据在数据字段中的位置 选项部分：其最大长度可根据TCP首部长度进行推算。TCP首部长度用4位表示，选项部分最长为：(2^4-1)*4-20=40字节 常见选项： 最大报文段长度：Maxium Segment Size，MSS，通常1460字节 窗口扩大：Window Scale 时间戳： Timestamps 网卡缓存区---》 tcp缓冲区---》应用程序缓冲区 TCP协议 PORT：
常用端口号：2^16 = 65535
0-1023:系统端口，特权端口
1024-49151：用户端口，注册端口
49152-65535：动态端口，私有端口
-- /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 查看范围
dns --> tcp 53 udp 53
SNMP --> up 161
TFTP --> udp 69
https --> tcp 443
cat /etc/servics
cmd中 --> tasklist：查看本机开启的服务
netstat -no :协议和端口号
TCP三次握手：
TCP四次断开：
有限状态机： CLOSED 没有任何连接状态 LISTEN 侦听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求 SYN-SENT 在发送连接请求后，等待对方确认 SYN-RECEIVED 在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认 ESTABLISHED 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态 FIN-WAIT-1 主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认 FIN-WAIT-2 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认，等待对方发送关闭 传输连接请求 TIME-WAIT 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失 CLOSE-WAIT 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认 LAST-ACK 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认，并等待所有分组消失 CLOSING 双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确认 四次断开： 客户端先发送一个FIN给服务端，自己进入了FIN_WAIT_1状态，这时等待接收 服务端的报文，该报文会有三种可能： 只有服务端的ACK 只有服务端的FIN 基于服务端的ACK，又有FIN 1、只收到服务器的ACK，客户端会进入FIN_WAIT_2状态，后续当收到服务端 的FIN时，回应发送一个ACK，会进入到TIME_WAIT状态，这个状态会持续 2MSL(TCP报文段在网络中的最大生存时间, RFC 1122标准的建议值是2min). 客户端等待2MSL，是为了当最后一个ACK丢失时，可以再发送一次。因为服务 端在等待超时后会再发送一个FIN给客户端，进而客户端知道ACK已丢失 2、只有服务端的FIN时，回应一个ACK给服务端，进入CLOSING状态，然后接 收到服务端的ACK时，进入TIME_WAIT状态 3、同时收到服务端的ACK和FIN，直接进入TIME_WAIT状态 孤儿连接：（类似孤儿进程）
处于FIN_WAIT_2状态的客户端需要等待服务器发送结束报文段，才能转移至TIME_WAIT状态，否则它将一直停留在这个状态。如果不是为了在半关闭状态下继续接收数据，连接长时间地停留在FIN_WAIT_2状态并无益处。连接停留在FIN_WAIT_2状态的情况可能发生在：客户端执行半关闭后，未等服务器关闭连接就强行退出了。此时客户端连接由内核来接管，可称之为孤儿连接（和孤儿进程类似） Linux为了防止 孤儿连接长时间存留在内核中，定义了两个内核参数： /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_orphans:指定内核能够接管的孤儿连接数目 /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout:指定孤儿连接在内核中生存的时间
半链接，完全链接： sync：半连接队列，未完成连接队列，三次握手次数是有限制的。也就是三次握手没有完成。 accept：全连接队列
ss -tnl
/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 未完成连接队列大小，建议调整大小为1024以上
/proc/sys/net/core/somaxconn 完成连接队列大小，建议调整为1024以上
TCP超时重传：
网络异常（开始出现超时或丢包），TCP 控制 数据传输以保证其承诺的可靠服务，
TCP服务必须能够重传超时时间内未收到确认的TCP报文段。为此，TCP模块为每个TCP报文段都维护一个重传定时器，该定时器在TCP报文段第一次被发送时启动。如果超时时间内未收到接收方的应答，TCP模块将重传TCP报文段并重置定时器。至于下次重传的超时时间如何选择，以及最多执行多少次重传，就是TCP的重传策略
与TCP 超时重传相关的两个内核参数：
/proc/sys/net/ipv4/tcp_retries1:指定在底层IP接管之前TCP最少执行的重传次数，默认是3
/proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2:指定连接放弃前 TCP 最多可以执行的重传次数，默认15（一般对应13-30min）
TCP 确认：
可以看到，收到一个报文，确认一次，这样效率很低，所以TCP报头提供了窗口
固定窗口：
滑动窗口：不固定，与双方主机性能有关
拥塞控制： 网络中的带宽、交换结点中的缓存和处理机等，都是网络的资源。在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可承受的能力，网络的性能就会变坏。此情况称为拥塞 TCP为提高网络利用率，降低丢包率，并保证网络资源对每条数据流的公平性。即所谓的拥塞控制 TCP拥塞控制的标准文档是RFC 5681，其中详细介绍了拥塞控制的四个部分：慢启动（slow start）、拥塞避免（congestion avoidance）、快速重传（fastretransmit）和快速恢复（fast recovery）。拥塞控制算法在Linux下有多种实现，比如reno算法、vegas算法和cubic算法等。它们或者部分或者全部实现了上述四个部分 当前所使用的拥塞控制算法： /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control
UPD协议：
特性：
工作在传输层
提供不可靠的网络访问
非面向连接协议：不关心发送的数据是否到达对方
有限的错误检查
传输性能高
无数据恢复特性
局域网中，比较稳定
UDP包头：
Internet层：
ICMP：ping
ARP广播：地址解析协议
第一次通讯类似交换机，记住对方MAC
第二次则直接读缓存即可
arp -n 可以查看ARP表。 ip neigh
免费arp：还没有通讯，就提示ip冲突 ---- win上测试
ARP病毒，就是冒充别人的 IP ，进而冒充别人的MAC 地址
如果出现冲突：
arping -I eth1 192.168.112.110
查看冲突后的mac，通过mac在找交互机上的缓存表，找到具体的机器
RARP ：ip---》 mac
IP PDU 报头：
固定长度也是 20个字节 4* 5
标识：数据报文来自哪个同一的包，每个小包来自哪个大包。
片偏移：来自同一个大包的第几个小包
标志：后两位有意思 DF：为0：分片 MF：为1：后面还有分片， 为 0 ，最后一个分片 抓数据包测试：ping -s 3500 192.168.112.112 按照以太网帧1500的话，分三片 ttl：生命周期，默认64，通过一个减 1 /roc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl ttl值 cmd--> tracert www.baidu.com 查看路由 协议：上层协议类型： /etc/protocols 查看
Internet 协议特征： 运行与OSI 网络层 面向无连接的协议 独立处理数据包 分层编址 尽力而为传输 无数据恢复功能
ping ip地址：另类做法：
IP地址：
网路 ID
主机 ID
A: 8位网络ID 0
0-127.x.y.z
除去0,127 ，所以 1-126
10.x.y.z 2^24-2
10.0.0.0 10网段ID
10.1.1.1 10网段的广播地址
B： 16位网络ID 10
128-191.x.y.z
C： 24位网络ID 110
192-223.x.y.z
D: 1110 多播地址，不能配置
一个网段中最多的主机数：
2^主机ID位-2
公共IP地址：
私有地址：
特殊地址： 0.0.0.0 0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址。它表示所有不清楚的主机和目的网络 255.255.255.255 限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机 127.0.0.1～127.255.255.254 本机回环地址，主要用于测试。在传输介质上永远不应该出现目的地址为 “127.0.0.1”的 数据包 224.0.0.0到239.255.255.255 组播地址，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器，地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序 169.254.x.x 如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又无法从DHCP服务器获取地 址，系统会为主机分配这样地址
特殊的dns 114.114.114.114 国内 8.8.8.8 google 0.0.0.0 澳大利亚 223.5.5.5 阿里提供dns
