简介

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ଘ(੭ˊᵕˋ)੭
昵称：海轰
标签：程序猿｜C++选手｜学生
简介：因C语言结识编程，随后转入计算机专业，获得过国家奖学金，有幸在竞赛中拿过一些国奖、省奖…已保研
学习经验：扎实基础 + 多做笔记 + 多敲代码 + 多思考 + 学好英语！
 
唯有努力💪
 
本文仅记录自己感兴趣的内容

1.1 TCP/IP协议族体系结构以及主要协议

TCP/IP协议族：四层系统系统

• 数据链路层
• 网络层
• 传输层
• 应用层

1.1.1 数据链路层

数据链路层中常用的协议：

• ARP协议：地址解析
• RARP协议：逆地址解析

IP地址与机器mac地址之间的转化

网络层

作用：实现数据包的选路与转发

常用的协议：

• IP协议
• ICMP协议：用于检测网络连接

ICMP协议报文结构：

解释：

• 8位类型：区分报文类型，ICMP报文分为两类
  • 差错报文：回应网络错误，比如目标不可达或重定向
  • 查询报文： 查询网络信息，例如ping
• 8位代码：进一步细分不同的条件

1.1.3 传输层

作用：为两台主机上的应用程序提供端到端的通信

传输层和网络层的区别：

常用的协议：

• TCP协议
• UDP协议
• SCTP协议：一种相对较新的传输层协议，为了在因特网上传输电话信号而设计（简单了解即可）

1.1.4 应用层

作用：负责处理应用程序的逻辑

常用的协议：

• telent：远程登录协议
• OSPF：开放最短路径优先，动态路由更新协议，用于路由器之间的通信，以告知对方各自的路有信息
• DNS协议

1.2 封装

各层协议之间的数据封装

TCP报文段封装过程：

1.3 分用

分用概念：当帧到达目的主机时，将沿着协议栈自底向上依次传递。各层协议依次处理帧中本层负 责的头部数据，以获取所需的信息，并最终将处理后的帧交给目标应用程序。这个过程称为 分用(demultiplexing)。

分用是依靠头部信息中的类型字段实现的
标准文档RFC1700定义 了所有标识上层协议的类型字段以及每个上层协议对应的数值

以太网帧的分用过程：

1.4 测试网络

文中准备了一个测试网络，用于网络测试

1.5 ARP协议工作原理

作用：实现任意网络层地址到任意物理层地址的转换

工作原理：主机向自己所在的网络广播一个ARP请求，该请求包含目标机器的网络地址。此网络上的其他机器都将收到这个请求，但只有被请求的目标机器会回应一个ARP应答，其中包含自己的物理地址。

1.6 DNS工作原理

…（略）

1.7 socket和TCP/IP协议栈的关系

背景：数据链路、网络、传输层协议是在内核中实现的，因此在操作系统中需要实现一组系统调用，使得应用程序能够访问这些协议提供的服务

通俗理解：这些协议都是在内核中实现，在应用程序（用户态）中我们是无法直接使用这些协议的，这时需要一个工具来调用操作系统内核中的这些协议，这个工具就可以理解为socket

socket提供的功能：

• 将应用程序数据从用户缓冲区复制到TCP/UDP内核发送缓冲区（用户态 -> 内核态），以交付内核来发送数据，比如send函数；或是从内核TCP/UDP接收缓冲区中复制数据到用户缓冲区，以读取数据（内核态 -> 用户态）
• 应用程序可以通过它们（socket提供的一些API）来修改内核中各层协议的某些头部信息或其他数据结构，从而精细地控制底层通信的行为

结语

参考书籍：《Linux高性能服务器编程》

文章仅作为个人学习笔记记录，记录从0到1的一个过程

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