【网络】TCPIP知识汇总

1.OSI模型个TCP/IP模型区别

 2.Unix以及类Unix操作系统演变

 3.SSH协议（安全外壳协议）

通过使用SSH，你可以把所有传输的数据进行加密，这样"中间人"这种攻击方式就不可能实现了，而且也能够防止DNS欺骗和IP欺骗。

使用SSH，还有一个额外的好处就是传输的数据是经过压缩的，所以可以加快传输的速度。

SSH有很多功能，它既可以代替Telnet，又可以为FTP、PoP、甚至为PPP提供一个安全的"通道" 

两种验证方式：

基于口令：利用账号和口令 登录远程主机，与服务器传输数据，数据是加密的，但不保证服务器不被中间人替代。

基于密钥：你生成一对密钥，一个放在服务器，一个在自己这，连接SSH服务器时，需要服务器比较你的密钥。

SSH三层协议：

SSH-TRANS传输层协议

SSH-AUTH用户认证协议

SSH-CONN连接协议

4.套接字四元组

（源ip 源端口，目的ip 目的端口）

5.保留网段：

IPv4协议中有三段不会被公网使用，留在内部网络使用

6.域名分类及DNS分类

7.子网掩码是什么？

子网掩码它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。

子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分

（子网掩码的网络位全为1  比如255.255.255.0）

8.子网掩码的作用：

将子网掩码取反，然后与本机ip地址进行与运算，得出两台主机是否在一个子网内。

分离出IP地址中的网络地址和主机地址，用于判断该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。

子网掩码一般用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

例如：设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，那么子网掩码是怎样来区分网络地址和主机地址的呢。

主机地址为：0.0.0.2（将掩码取反，然后与运算）

 

9.TCP与UDP的套接字的区别

TCP，又被叫做字节流套接字（Stream Socket），UDP也有一个类似的叫法, 数据报套接字（Datagram Socket），

一般分别以“SOCK_STREAM”与“SOCK_DGRAM”分别来表示TCP和UDP套接字。

 

10.socket流程

 服务器初始化过程：首先初始化socket，之后服务器端需要执行bind函数，将自己的服务能力绑定在一个众所周知的地址和端口上，

紧接着，服务器端执行listen操作，将原先的socket转化为服务端的socket，服务端最后阻塞在accept上等待客户端请求的到来。

客户端初始化过程：客户端需要先初始化socket，再执行connect向服务器端的地址和端口发起连接请求

三次握手：

一旦连接建立，数据的传输就不再是单向的，而是双向的，这也是TCP的一个显著特性。

11.socket结构体

通用套接字

struct sockaddr{
    sa_family_t sa_family;  /* 地址族.  16-bit*/
    char sa_data[14];   /* 具体的地址值 112-bit */
  }; 

地址族的三种情况（本地 IPV4 IPV6）

 IPV4套接字

/* 描述IPV4的套接字地址格式  */
struct sockaddr_in
  {
    sa_family_t sin_family; /* 16-bit */
    in_port_t sin_port;     /* 端口口  16-bit*/
    struct in_addr sin_addr;    /* Internet address. 32-bit */


    /* 这里仅仅用作占位符，不做实际用处  */
    unsigned char sin_zero[8];
  };

端口号 这里是16bit.。ipv4的地址是2的16次方。

sin_family就是上面所说的IPV4对应的  AF_INET

IPV6套接字

struct sockaddr_in6
  {
    sa_family_t sin6_family; /* 16-bit */
    in_port_t sin6_port;  /* 传输端口号 # 16-bit */
    uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6流控信息 32-bit*/
    struct in6_addr sin6_addr;  /* IPv6地址128-bit */
    uint32_t sin6_scope_id; /* IPv6域ID 32-bit */
  };

地址族显然应该是AF_INET6，端口同IPv4地址一样16bit，关键的地址从32位升级到128位

12.三次握手过程：

1. 客户端的协议栈向服务器端发送了SYN包，并告诉服务器端当前发送序列号j，客户端进入SYNC_SENT状态；
2. 服务器端的协议栈收到这个包之后，和客户端进行ACK应答，应答的值为j+1，表示对SYN包j的确认，同时服务器也发送一个SYN包，告诉客户端当前我的发送序列号为k，服务器端进入SYNC_RCVD状态；
3. 客户端协议栈收到ACK之后，使得应用程序从connect调用返回，表示客户端到服务器端的单向连接建立成功，客户端的状态为ESTABLISHED，同时客户端协议栈也会对服务器端的SYN包进行应答，应答数据为k+1；
4. 应答包到达服务器端后，服务器端协议栈使得accept阻塞调用返回，这个时候服务器端到客户端的单向连接也建立成功，服务器端也进入ESTABLISHED状态

13.TCPUDP的区别

TCP 是一个面向连接的协议，TCP 在 IP 报文的基础上，增加了诸如重传、确认、有序传输、拥塞控制等能力，通信的双方是在一个确定的上下文中工作的。

而 UDP 则不同，UDP 没有这样一个确定的上下文，它是一个不可靠的通信协议，没有重传和确认，没有有序控制，也没有拥塞控制。我们可以简单地理解为，在 IP 报文的基础上，UDP 增加的能力有限。

UDP 不保证报文的有效传递，不保证报文的有序，也就是说使用 UDP 的时候，我们需要做好丢包、重传、报文组装等工作。

DNS服务就是基于UDP的。

14.本地套接字是 IPC，也就是本地进程间通信的一种实现方式。除了本地套接字以外，其它技术，诸如管道、共享消息队列等也是进程间通信的常用方法，但因为本地套接字开发便捷，接受度高，所以普遍适用于在同一台主机上进程间通信的各种场景。

15.本地套接字

本地套接字是一种特殊类型的套接字，和 TCP/UDP 套接字不同。TCP/UDP 即使在本地地址通信，也要走系统网络协议栈，

而本地套接字，严格意义上说提供了一种单主机跨进程间调用的手段，减少了协议栈实现的复杂度，效率比 TCP/UDP 套接字都要高许多。类似的 IPC 机制还有 UNIX 管道、共享内存和 RPC 调用等。

16.ping指令和ICMP

ping 是基于一种叫做 ICMP 的协议开发的，ICMP 又是一种基于 IP 协议的控制协议，翻译为网际控制协议。

 

 

17.四次挥手

 最长分节生命期 MSL（maximum segment lifetime）的两倍，一般称之为 2MSL

只有发起连接终止的一方会进入 TIME_WAIT 状态

TIME-WAIT的作用：

（1）为了确保最后的 ACK 能让被动关闭方接收，从而帮助其正常关闭。如果ACK丢失了，服务器重传FIN，状态为closed，服务器关闭出错。

（2）和连接“化身”和报文迷走有关系，为了让旧连接的重复分节在网络中自然消失。如果有一个新的tcp连接拥有相同的套接字四元组，则会认为是一个连接。

2MSL的作用：

经过 2MSL 这个时间，足以让两个方向上的分组都被丢弃，使得原来连接的分组在网络中都自然消失，再出现的分组一定都是新化身所产生的。

TIME-WAIT的危害：

资源占用、端口占用

18.在绝大数情况下，TCP 连接都是先关闭一个方向，此时另外一个方向还是可以正常进行数据传输

19.流量控制和生产者 - 消费者模型（单个TCP连接的控制）

发送窗口和接收窗口是 TCP 连接的双方，一个作为生产者，一个作为消费者，为了达到一致协同的生产 - 消费速率、而产生的算法模型实现。

说白了，作为 TCP 发送端，也就是生产者，不能忽略 TCP 的接收端，也就是消费者的实际状况，不管不顾地把数据包都传送过来。如果都传送过来，消费者来不及消费，必然会丢弃；而丢弃反过使得生产者又重传，发送更多的数据包，最后导致网络崩溃。

20.拥塞控制（多个 TCP 连接共享带宽的拥塞控制模型）

TCP 就必须考虑多个连接共享在有限的带宽上，兼顾效率和公平性的控制，这就是拥塞控制的本质。

在 TCP 协议中，拥塞控制是通过拥塞窗口来完成的，拥塞窗口的大小会随着网络状况实时调整。