計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的原理是什么-創(chuàng)新互聯(lián)

本篇內(nèi)容介紹了“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的原理是什么”的有關(guān)知識，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

10年的博野網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對設(shè)計(jì)、前端、開發(fā)、售后、文案、推廣等六對一服務(wù)，響應(yīng)快，48小時(shí)及時(shí)工作處理。成都全網(wǎng)營銷推廣的優(yōu)勢是能夠根據(jù)用戶設(shè)備顯示端的尺寸不同，自動調(diào)整博野建站的顯示方式，使網(wǎng)站能夠適用不同顯示終端，在瀏覽器中調(diào)整網(wǎng)站的寬度，無論在任何一種瀏覽器上瀏覽網(wǎng)站，都能展現(xiàn)優(yōu)雅布局與設(shè)計(jì)，從而大程度地提升瀏覽體驗(yàn)。創(chuàng)新互聯(lián)公司從事“博野網(wǎng)站設(shè)計(jì)”,“博野網(wǎng)站推廣”以來，每個客戶項(xiàng)目都認(rèn)真落實(shí)執(zhí)行。

成為"黑客"前，必須學(xué)習(xí)的"計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信原理"

"黑客"的目的是尋找目標(biāo)漏洞，然后去發(fā)起攻擊或者提出解決方案修補(bǔ)漏洞，而尋找漏洞的過程，你就需要掌握很多知識，例如計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件、編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、前沿技術(shù)等等，在這么多要學(xué)習(xí)的內(nèi)容里，首先需要先學(xué)習(xí)"網(wǎng)絡(luò)通信原理"，為什么？因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通信原理十分重要，根據(jù)他的原理可以判斷出許多貌似正確的理論其實(shí)是有很多漏洞的通信過程，而很多黑客攻擊就是利用了這些漏洞，很多網(wǎng)絡(luò)安全解決方案也是用來解決這些漏洞問題的。

一、網(wǎng)絡(luò)的由來？

互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是一系列的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

一臺硬設(shè)有了操作系統(tǒng)，然后裝上軟件你就可以正常使用了，每個人都擁有一臺自己的機(jī)器，然而彼此孤立。

如何能讓大家一起玩耍，就有了初步的網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)兩臺計(jì)算機(jī)之間通信與兩個人打電話之間通信的原理是一樣的，普通話屬于中國國內(nèi)人與人之間通信的標(biāo)準(zhǔn)，那如果是兩個國家的人交流呢？問題是，你不可能要求一個人／計(jì)算機(jī)掌握全世界的語言／標(biāo)準(zhǔn)，于是有了世界統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)：英語

結(jié)論：英語成為世界上所有人通信的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，如果把計(jì)算機(jī)看成分布于世界各地的人，那么連接兩臺計(jì)算機(jī)之間的internet實(shí)際上就是一系列統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)稱之為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是一系列的協(xié)議，總稱為'互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議'（Internet Protocol Suite).

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的功能：定義計(jì)算機(jī)如何接入internet，以及接入internet的計(jì)算機(jī)通信的標(biāo)準(zhǔn)。

二、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介紹

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議按照功能不同分為osi七層或tcp/ip五層

每層運(yùn)行常見物理設(shè)備

五層模型講解

我們將應(yīng)用層，表示層，會話層并作應(yīng)用層，從tcp／ip五層協(xié)議的角度來闡述每層的由來與功能，搞清楚了每層的主要協(xié)議，就理解了整個互聯(lián)網(wǎng)通信的原理。

首先，用戶感知到的只是最上面一層應(yīng)用層，自上而下每層都依賴于下一層，所以我們從最下一層開始切入，比較好理解每層都運(yùn)行特定的協(xié)議，越往上越靠近用戶，越往下越靠近硬件

1、物理層：上面提到，孤立的計(jì)算機(jī)之間要想一起玩，就必須接入internet，言外之意就是計(jì)算機(jī)之間必須完成組網(wǎng)

物理層功能：主要是基于電器特性發(fā)送高低電壓(電信號)，高電壓對應(yīng)數(shù)字1，低電壓對應(yīng)數(shù)字0

2、數(shù)據(jù)鏈路層：單純的電信號0和1沒有任何意義，必須規(guī)定電信號多少位一組，每組什么意思

數(shù)據(jù)鏈路層的功能：定義了電信號的分組方式

以太網(wǎng)協(xié)議：

早期的時(shí)候各個公司都有自己的分組方式，后來形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，即以太網(wǎng)協(xié)議ethernet

ethernet規(guī)定

一組電信號構(gòu)成一個數(shù)據(jù)包，叫做'幀'

每一數(shù)據(jù)幀分成：報(bào)頭head和數(shù)據(jù)data兩部分

head包含：(固定18個字節(jié))

發(fā)送者／源地址，6個字節(jié)

接收者／目標(biāo)地址，6個字節(jié)

數(shù)據(jù)類型，6個字節(jié)

data包含：(最短46字節(jié)，最長1500字節(jié))

數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容

head長度＋data長度＝最短64字節(jié)，最長1518字節(jié)，超過大限制就分片發(fā)送

mac地址：

head中包含的源和目標(biāo)地址由來：ethernet規(guī)定接入internet的設(shè)備都必須具備網(wǎng)卡，發(fā)送端和接收端的地址便是指網(wǎng)卡的地址，即mac地址。

mac地址：每塊網(wǎng)卡出廠時(shí)都被燒制上一個世界唯一的mac地址，長度為48位2進(jìn)制，通常由12位16進(jìn)制數(shù)表示（前六位是廠商編號，后六位是流水線號）

廣播：

有了mac地址，同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的兩臺主機(jī)就可以通信了（一臺主機(jī)通過arp協(xié)議獲取另外一臺主機(jī)的mac地址）ethernet采用最原始的方式，廣播的方式進(jìn)行通信，即計(jì)算機(jī)通信基本靠吼

3、網(wǎng)絡(luò)層：有了ethernet、mac地址、廣播的發(fā)送方式，世界上的計(jì)算機(jī)就可以彼此通信了，問題是世界范圍的互聯(lián)網(wǎng)是由一個個彼此隔離的小的局域網(wǎng)組成的，那么如果所有的通信都采用以太網(wǎng)的廣播方式，那么一臺機(jī)器發(fā)送的包全世界都會收到，這就不僅僅是效率低的問題了，這會是一種災(zāi)難

上圖結(jié)論：必須找出一種方法來區(qū)分哪些計(jì)算機(jī)屬于同一廣播域，哪些不是，如果是就采用廣播的方式發(fā)送，如果不是，就采用路由的方式（向不同廣播域／子網(wǎng)分發(fā)數(shù)據(jù)包），mac地址是無法區(qū)分的，它只跟廠商有關(guān)。

網(wǎng)絡(luò)層功能：引入一套新的地址用來區(qū)分不同的廣播域／子網(wǎng)，這套地址即網(wǎng)絡(luò)地址

IP協(xié)議：

規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址的協(xié)議叫ip協(xié)議，它定義的地址稱之為ip地址，廣泛采用的v4版本即ipv4，它規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址由32位2進(jìn)制表示

范圍0.0.0.0-255.255.255.255

一個ip地址通常寫成四段十進(jìn)制數(shù)，例：172.16.10.1

ip地址分成兩部分

網(wǎng)絡(luò)部分：標(biāo)識子網(wǎng)

主機(jī)部分：標(biāo)識主機(jī)

注意：單純的ip地址段只是標(biāo)識了ip地址的種類，從網(wǎng)絡(luò)部分或主機(jī)部分都無法辨識一個ip所處的子網(wǎng)

例：172.16.10.1與172.16.10.2并不能確定二者處于同一子網(wǎng)

子網(wǎng)掩碼

所謂"子網(wǎng)掩碼"，就是表示子網(wǎng)絡(luò)特征的一個參數(shù)。它在形式上等同于IP地址，也是一個32位二進(jìn)制數(shù)字，它的網(wǎng)絡(luò)部分全部為1，主機(jī)部分全部為0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知網(wǎng)絡(luò)部分是前24位，主機(jī)部分是后8位，那么子網(wǎng)絡(luò)掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000，寫成十進(jìn)制就是255.255.255.0。

知道"子網(wǎng)掩碼"，我們就能判斷，任意兩個IP地址是否處在同一個子網(wǎng)絡(luò)。方法是將兩個IP地址與子網(wǎng)掩碼分別進(jìn)行AND運(yùn)算（兩個數(shù)位都為1，運(yùn)算結(jié)果為1，否則為0），然后比較結(jié)果是否相同，如果是的話，就表明它們在同一個子網(wǎng)絡(luò)中，否則就不是。

比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子網(wǎng)掩碼都是255.255.255.0，請問它們是否在同一個子網(wǎng)絡(luò)？兩者與子網(wǎng)掩碼分別進(jìn)行AND運(yùn)算，

172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND運(yùn)算得網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND運(yùn)算得網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

結(jié)果都是172.16.10.0，因此它們在同一個子網(wǎng)絡(luò)。

總結(jié)一下，IP協(xié)議的作用主要有兩個，一個是為每一臺計(jì)算機(jī)分配IP地址，另一個是確定哪些地址在同一個子網(wǎng)絡(luò)。

ip數(shù)據(jù)包

ip數(shù)據(jù)包也分為head和data部分，無須為ip包定義單獨(dú)的欄位，直接放入以太網(wǎng)包的data部分

head：長度為20到60字節(jié)

data：最長為65,515字節(jié)。

而以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分，最長只有1500字節(jié)。因此，如果IP數(shù)據(jù)包超過了1500字節(jié)，它就需要分割成幾個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，分開發(fā)送了。

ARP協(xié)議

arp協(xié)議由來：計(jì)算機(jī)通信基本靠吼，即廣播的方式，所有上層的包到最后都要封裝上以太網(wǎng)頭，然后通過以太網(wǎng)協(xié)議發(fā)送，在談及以太網(wǎng)協(xié)議時(shí)候，我門了解到通信是基于mac的廣播方式實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)在發(fā)包時(shí)，獲取自身的mac是容易的，如何獲取目標(biāo)主機(jī)的mac，就需要通過arp協(xié)議

arp協(xié)議功能：廣播的方式發(fā)送數(shù)據(jù)包，獲取目標(biāo)主機(jī)的mac地址

協(xié)議工作方式：每臺主機(jī)ip都是已知的

例如：主機(jī)172.16.10.10/24訪問172.16.10.11/24

3.1首先通過ip地址和子網(wǎng)掩碼區(qū)分出自己所處的子網(wǎng)

3.2分析172.16.10.10/24與172.16.10.11/24處于同一網(wǎng)絡(luò)(如果不是同一網(wǎng)絡(luò)，那么下表中目標(biāo)ip為172.16.10.1,通過arp獲取的是網(wǎng)關(guān)的mac)

3.3這個包會以廣播的方式在發(fā)送端所處的自網(wǎng)內(nèi)傳輸，所有主機(jī)接收后拆開包，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)ip為自己的，就響應(yīng)，返回自己的mac

4、傳輸層：網(wǎng)絡(luò)層的ip幫我們區(qū)分子網(wǎng)，以太網(wǎng)層的mac幫我們找到主機(jī)，然后大家使用的都是應(yīng)用程序，你的電腦上可能同時(shí)開啟qq，暴風(fēng)影音，等多個應(yīng)用程序，那么我們通過ip和mac找到了一臺特定的主機(jī)，如何標(biāo)識這臺主機(jī)上的應(yīng)用程序，答案就是端口，端口即應(yīng)用程序與網(wǎng)卡關(guān)聯(lián)的編號。

傳輸層功能：建立端口到端口的通信

補(bǔ)充：端口范圍0-65535，0-1023為系統(tǒng)占用端口

tcp協(xié)議：可靠傳輸，TCP數(shù)據(jù)包沒有長度限制，理論上可以無限長，但是為了保證網(wǎng)絡(luò)的效率，通常TCP數(shù)據(jù)包的長度不會超過IP數(shù)據(jù)包的長度，以確保單個TCP數(shù)據(jù)包不必再分割。

udp協(xié)議：

不可靠傳輸，"報(bào)頭"部分一共只有8個字節(jié)，總長度不超過65,535字節(jié)，正好放進(jìn)一個IP數(shù)據(jù)包。

tcp報(bào)文

tcp三次握手和四次揮手

5、應(yīng)用層：用戶使用的都是應(yīng)用程序，均工作于應(yīng)用層，互聯(lián)網(wǎng)是開發(fā)的，大家都可以開發(fā)自己的應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)多種多樣，必須規(guī)定好數(shù)據(jù)的組織形式

應(yīng)用層功能：規(guī)定應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)格式。

例：TCP協(xié)議可以為各種各樣的程序傳遞數(shù)據(jù)，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必須有不同協(xié)議規(guī)定電子郵件、網(wǎng)頁、FTP數(shù)據(jù)的格式，這些應(yīng)用程序協(xié)議就構(gòu)成了"應(yīng)用層"。

6、Socket：我們知道兩個進(jìn)程如果需要進(jìn)行通訊最基本的一個前提能能夠唯一的標(biāo)示一個進(jìn)程，在本地進(jìn)程通訊中我們可以使用PID來唯一標(biāo)示一個進(jìn)程，但PID只在本地唯一，網(wǎng)絡(luò)中的兩個進(jìn)程PID沖突幾率很大，這時(shí)候我們需要另辟它徑了，我們知道IP層的ip地址可以唯一標(biāo)示主機(jī)，而TCP層協(xié)議和端口號可以唯一標(biāo)示主機(jī)的一個進(jìn)程，這樣我們可以利用ip地址＋協(xié)議＋端口號唯一標(biāo)示網(wǎng)絡(luò)中的一個進(jìn)程。

能夠唯一標(biāo)示網(wǎng)絡(luò)中的進(jìn)程后，它們就可以利用socket進(jìn)行通信了，什么是socket呢？我們經(jīng)常把socket翻譯為套接字，socket是在應(yīng)用層和傳輸層之間的一個抽象層，它把TCP/IP層復(fù)雜的操作抽象為幾個簡單的接口供應(yīng)用層調(diào)用已實(shí)現(xiàn)進(jìn)程在網(wǎng)絡(luò)中通信。

socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲學(xué)的思想下，socket是一種"打開—讀/寫—關(guān)閉"模式的實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器和客戶端各自維護(hù)一個"文件"，在建立連接打開后，可以向自己文件寫入內(nèi)容供對方讀取或者讀取對方內(nèi)容，通訊結(jié)束時(shí)關(guān)閉文件。

三、網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)

每臺主機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的基本四要素：

本機(jī)的IP地址

子網(wǎng)掩碼

網(wǎng)關(guān)的IP地址

DNS的IP地址

獲取這四要素分兩種方式：

1.靜態(tài)獲取

即手動配置

2.動態(tài)獲取

通過dhcp獲取

（1）最前面的"以太網(wǎng)標(biāo)頭"，設(shè)置發(fā)出方（本機(jī)）的MAC地址和接收方（DHCP服務(wù)器）的MAC地址。前者就是本機(jī)網(wǎng)卡的MAC地址，后者這時(shí)不知道，就填入一個廣播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

（2）后面的"IP標(biāo)頭"，設(shè)置發(fā)出方的IP地址和接收方的IP地址。這時(shí)，對于這兩者，本機(jī)都不知道。于是，發(fā)出方的IP地址就設(shè)為0.0.0.0，接收方的IP地址設(shè)為255.255.255.255。

（3）最后的"UDP標(biāo)頭"，設(shè)置發(fā)出方的端口和接收方的端口。這一部分是DHCP協(xié)議規(guī)定好的，發(fā)出方是68端口，接收方是67端口。

這個數(shù)據(jù)包構(gòu)造完成后，就可以發(fā)出了。以太網(wǎng)是廣播發(fā)送，同一個子網(wǎng)絡(luò)的每臺計(jì)算機(jī)都收到了這個包。因?yàn)榻邮辗降腗AC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，看不出是發(fā)給誰的，所以每臺收到這個包的計(jì)算機(jī)，還必須分析這個包的IP地址，才能確定是不是發(fā)給自己的。當(dāng)看到發(fā)出方IP地址是0.0.0.0，接收方是255.255.255.255，于是DHCP服務(wù)器知道"這個包是發(fā)給我的"，而其他計(jì)算機(jī)就可以丟棄這個包。

接下來，DHCP服務(wù)器讀出這個包的數(shù)據(jù)內(nèi)容，分配好IP地址，發(fā)送回去一個"DHCP響應(yīng)"數(shù)據(jù)包。這個響應(yīng)包的結(jié)構(gòu)也是類似的，以太網(wǎng)標(biāo)頭的MAC地址是雙方的網(wǎng)卡地址，IP標(biāo)頭的IP地址是DHCP服務(wù)器的IP地址（發(fā)出方）和255.255.255.255（接收方），UDP標(biāo)頭的端口是67（發(fā)出方）和68（接收方），分配給請求端的IP地址和本網(wǎng)絡(luò)的具體參數(shù)則包含在Data部分。

新加入的計(jì)算機(jī)收到這個響應(yīng)包，于是就知道了自己的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址、DNS服務(wù)器等等參數(shù)。

四、例舉主機(jī)訪問網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)通信過程

首先打開瀏覽器，在地址欄輸入U(xiǎn)RL，回車，出現(xiàn)網(wǎng)站內(nèi)容。這是我們幾乎每天都在做的事，那這個過程中到底是什么原理呢？HTTP、TCP、DNS、IP這些耳熟能詳?shù)拿~都在什么時(shí)候起著什么作用呢？在這里整體梳理一遍。

4.1整個過程基本分做下面幾個部分：

1、域名解析成IP地址；

2、與目的主機(jī)進(jìn)行TCP連接（三次握手）；

3、發(fā)送與收取數(shù)據(jù)；

4、與目的主機(jī)斷開TCP連接（四次揮手）；

4.2下面分別進(jìn)行詳細(xì)說明。

4.2.1域名解析成IP地址

首先說什么是域名解析？

我們在瀏覽器地址欄中輸入的都是類似"www.baidu.com"、"www.qq.com"等等容易記憶的英文域名，但這些字母你直接交給整個網(wǎng)絡(luò)線路去尋找目的主機(jī)找得到嗎？找不到，因?yàn)槊總€主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的位置都是以IP標(biāo)識的，IP才是主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的位置，域名只是為了方便用戶記憶而已，這就要求瀏覽器能夠識別域名并且將其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的IP地址。

所以瀏覽器會有一個DNS緩存，其中記錄了一些域名與IP的對應(yīng)關(guān)系，供瀏覽器快速查找需要的IP。但是這個DNS緩存不可能存下所有的域名-IP地址，何況IP地址有時(shí)候還會變化，因此當(dāng)在DNS緩存中沒有找到的時(shí)候，就要先向DNS服務(wù)器請求域名解析，我們常聽到的DNS服務(wù)器很大的作用就是進(jìn)行域名解析。

值得一提的是，DNS域名解析時(shí)用的是UDP協(xié)議。

整個域名解析的過程如下：

1、瀏覽器向本機(jī)DNS模塊發(fā)出DNS請求，DNS模塊生成相關(guān)的DNS報(bào)文；

2、DNS模塊將生成的DNS報(bào)文傳遞給傳輸層的UDP協(xié)議單元；

3、UDP協(xié)議單元將該數(shù)據(jù)封裝成UDP數(shù)據(jù)報(bào)，傳遞給網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議單元；

4、IP協(xié)議單元將該數(shù)據(jù)封裝成IP數(shù)據(jù)包，其目的IP地址為DNS服務(wù)器的IP地址；

5、封裝好的IP數(shù)據(jù)包將傳遞給數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議單元進(jìn)行發(fā)送；

6、發(fā)送時(shí)在ARP緩存中查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，如果沒有，就發(fā)送ARP廣播（包含待查詢的IP地址，收到廣播的主機(jī)檢查自己的IP，符合條件的主機(jī)將含有自己MAC地址的ARP包發(fā)送給ARP廣播的主機(jī)）請求，等待ARP回應(yīng)；

7、得到ARP回應(yīng)后，將IP地址與路由的下一跳MAC地址對應(yīng)的信息寫入ARP緩存表；

8、寫入緩存后，以路由下一跳的地址填充目的MAC地址，以數(shù)據(jù)幀形式轉(zhuǎn)發(fā)；

9、轉(zhuǎn)發(fā)可能進(jìn)行多次；

10、DNS請求到達(dá)DNS服務(wù)器的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議單元；

11、DNS服務(wù)器的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議單元解析數(shù)據(jù)幀，將內(nèi)部的IP數(shù)據(jù)包傳遞給網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議單元；

12、DNS服務(wù)器的IP協(xié)議單元解析IP數(shù)據(jù)包，將內(nèi)部的UDP數(shù)據(jù)報(bào)傳遞給傳輸層UDP協(xié)議單元；

13、DNS服務(wù)器的UDP協(xié)議單元解析收到的UDP數(shù)據(jù)報(bào)，將內(nèi)部的DNS報(bào)文傳遞給DNS服務(wù)單元；

14、DNS服務(wù)單元將域名解析成對應(yīng)IP地址，產(chǎn)生DNS回應(yīng)報(bào)文；

15、DNS回應(yīng)報(bào)文->UDP->IP->MAC->我的主機(jī)；

16、我的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，將數(shù)據(jù)幀->IP->UDP->瀏覽器；

17、將域名解析結(jié)果以域名和IP地址對應(yīng)的形式寫入DNS緩存表。

其中提到了一個ARP的概念，類似于DNS將域名翻譯成IP，ARP則是將IP翻譯成MAC地址，我們知道了IP后，需要通過主機(jī)的MAC地址來更具體的找到主機(jī)。同樣的也有一個ARP緩存，其中存儲了一些IP與MAC地址的對應(yīng)關(guān)系，如果緩存中找不到，就會進(jìn)行廣播來查找MAC地址，收到廣播的主機(jī)會檢查自己的IP是否是待查找的IP，是的話就返回自己的MAC地址。

如果做開發(fā)，往往還會接觸到端口這個概念，那端口是什么呢？這里是指TCP/IP協(xié)議中的端口，端口號的范圍從0到65535，比如用于瀏覽網(wǎng)頁服務(wù)的80端口，用于FTP服務(wù)的21端口等等，都有一些固定的端口號，被占用后就不能被別的服務(wù)拿來傳輸數(shù)據(jù)了。

4.2.2與目的主機(jī)進(jìn)行TCP連接（三次握手）

得到域名對應(yīng)的IP地址后，也就表示可以將數(shù)據(jù)送達(dá)目的主機(jī)了，這時(shí)候才開始我們常說的三次握手建立連接。

HTTP的請求時(shí)使用TCP進(jìn)行傳輸?shù)?，可以保證可靠傳輸，并且有序，而TCP是有連接的傳輸，也就是在傳輸數(shù)據(jù)之前，會建立我的主機(jī)與目的主機(jī)之間的連接，然后才能傳輸數(shù)據(jù)，傳輸完成后，還有斷開連接。這也就是TCP的三次握手和四次揮手，大致過程如下圖所示：

具體的三次握手建立連接的過程如下表述，其中數(shù)據(jù)包的傳輸過程類似上文請求DNS服務(wù)器時(shí)的過程，就簡單的表示一下：

1、向目的主機(jī)發(fā)送TCP連接請求報(bào)文；

2、該TCP報(bào)文中SYN標(biāo)志位設(shè)為1，表示連接請求；

3、該TCP報(bào)文通過IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->目的主機(jī)；

4、目的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，通過IP->TCP，TCP協(xié)議單元回應(yīng)請求應(yīng)答報(bào)文；

5、該報(bào)文中SYN和ACK標(biāo)志設(shè)為1，表示連接請求應(yīng)答；

6、該TCP報(bào)文通過IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->我的主機(jī)；

7、我的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，通過IP->TCP，TCP協(xié)議單元回應(yīng)請求確認(rèn)報(bào)文；

8、該TCP報(bào)文通過IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->目的主機(jī)；

9、目的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，通過IP->TCP，連接建立完成。

三次握手的過程就是一去一回一去，互相確認(rèn)一下，就建立連接啦。這個過程中任何一個報(bào)文出錯或者超時(shí)，都要進(jìn)行重傳。

4.2.3發(fā)送與收取數(shù)據(jù)

如上所說，只有建立連接后才能開始傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)其實(shí)有多種傳輸方式，比如分段啊分組啊分時(shí)啊等等。而一個數(shù)據(jù)包的傳輸過程如下所示，以HTTP的GET方法請求為例：

1、瀏覽器向域名發(fā)出GET方法報(bào)文；

2、該GET方法報(bào)文通過TCP->IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->目的主機(jī)；

3、目的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，通過IP->TCP->HTTP，HTTP協(xié)議單元會回應(yīng)HTTP協(xié)議格式封裝好的HTML形式數(shù)據(jù)；

4、該HTML數(shù)據(jù)通過TCP->IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->我的主機(jī)；

5、我的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，通過IP->TCP->HTTP->瀏覽器，瀏覽器以網(wǎng)頁形式顯示HTML內(nèi)容。

其他的HTTP方法在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)方法都類似，只是所攜帶的內(nèi)容不同。

4.2.4與目的主機(jī)斷開TCP連接（四次揮手）

數(shù)據(jù)傳輸完成后需要斷開連接，與建立時(shí)不同，斷開連接需要多一次，有四次揮手，至于為什么，看完過程我們再講。

看圖理解過程：

過程如下：

1、瀏覽器向目的主機(jī)發(fā)出TCP連接結(jié)束請求報(bào)文，此時(shí)進(jìn)入FIN WAIT狀態(tài)；

2、該報(bào)文FIN標(biāo)志位設(shè)為1，表示結(jié)束請求；

3、TCP結(jié)束請求報(bào)文通過IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->目的主機(jī)；

4、目的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，通過IP->TCP，TCP協(xié)議單元回應(yīng)結(jié)束應(yīng)答報(bào)文；

5、當(dāng)前只是進(jìn)行回應(yīng)，因?yàn)槟康闹鳈C(jī)可能還有數(shù)據(jù)要傳，并不急著斷開連接；

6、該報(bào)文中ACK標(biāo)志位設(shè)為1，表示收到結(jié)束請求；

7、目的數(shù)據(jù)發(fā)送完所有數(shù)據(jù)后，向我的主機(jī)發(fā)出TCP連接結(jié)束請求報(bào)文；

8、該報(bào)文FIN標(biāo)志位設(shè)為1，表示結(jié)束請求；

9、TCP結(jié)束請求報(bào)文通過IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->我的主機(jī)；

10、我的主機(jī)收到數(shù)據(jù)幀，通過IP->TCP，TCP協(xié)議單元回應(yīng)結(jié)束應(yīng)答報(bào)文，此時(shí)進(jìn)入TIME WAIT狀態(tài)，因?yàn)椴幌嘈啪W(wǎng)絡(luò)是可靠的，如果目的主機(jī)沒收到還可以重發(fā)；

11、該報(bào)文中的FIN標(biāo)志位均設(shè)為1，表示結(jié)束應(yīng)答；

12、該TCP回應(yīng)報(bào)文通過IP（DNS）->MAC（ARP）->網(wǎng)關(guān)->目的主機(jī)；

13、目的主機(jī)關(guān)閉連接；

14、TIME WAIT等待結(jié)束后，沒有收到回復(fù)，說明目的正常關(guān)閉了，我的主機(jī)也關(guān)閉連接。

這里的過程是以我的主機(jī)主動發(fā)起結(jié)束請求開始的，實(shí)際上也可以由目的主機(jī)主動發(fā)起，那么過程就會跟上面相反，但細(xì)節(jié)差不多。

FIN_WAIT狀態(tài)是主動發(fā)起請求時(shí)等待確認(rèn)信息，而TIME_WAIT狀態(tài)是收到結(jié)束請求后發(fā)送確認(rèn)信息后等待看是否需要重發(fā)。

現(xiàn)在來說說為什么斷開連接時(shí)需要四次揮手呢？因?yàn)榻⑦B接時(shí)目的主機(jī)可以直接發(fā)送SYN（同步）+ACK（應(yīng)答）報(bào)文。而當(dāng)斷開時(shí)，目的主機(jī)收到FIN后可能還有數(shù)據(jù)要發(fā)，并不一定直接斷開，所以先發(fā)送一次應(yīng)答，告知我的主機(jī)收到了請求，等確認(rèn)所有數(shù)據(jù)都發(fā)完了，再發(fā)送FIN，同時(shí)等待我的主機(jī)應(yīng)答，這里的FIN和ACK就不能一起發(fā)送，所以需要四次。

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