Linux - TCP/IP网络协议基础

1.0 Tcp / IP 背景介绍

上世纪70年代，随着计算机的发展，人们意识到如果想要发挥计算机的更大作用，就要讲世界各地的计算机连接起来。

但是简单的连接时不够的，因为计算机之间无法沟通。因此设计一种通用的交流语言时必不可少的，所以TCP/IP协议就诞生了。

TCP/IP是 传输协议和网络协议的简称，定义了电子设备如何接入互联网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

TCP/IP不是一个协议，是一个协议族的统称。包含了IP协议，ICMP协议，TCP协议，以及HTTP,FTP,POP3协议等。网络中的计算机都是通过这种协议来互联。

网络协议栈架构

IP地址

网络上的节点都有一个独立的IP地址，通常IP地址是由32bit的数字，被.分成4组。有了IP地址就可以连接互联网中的另一个计算机。

在Linux系统中，使用ifconfig -a来查看自己的IP地址

域名

用12位组成的IP很难记住，在实际应用的时候，一般不用记住IP地址，互联网给每一个IP起了一个别名，习惯上称作域名。

域名和计算机的IP地址相对应，把这种对应关系存储在域名系统DNS中，用户只需记住域名就可以和指定的计算机进行通信了。

常见的域名包括com net 和 org三中顶级域名后缀，除此之外每个国家有自己的专属域名后缀（我国的域名后缀为cn）

可以使用nslookup或者ping来查看域名对应的IP

MAC地址

MAC地址也叫做物理地址/硬件地址，用来定义互联网中设备的位置。

在TCP/IP层模型中，网络层管理IP地址，数据链路层负责MAC地址。因此每个网络位置会有一个专属的IP地址，每个主机会有一个专属于它MAC地址。

端口号

IP地址是用来发现和查找网络中的地址，不同的程序之间利用端口来识别。一个IP端口可以有65536个。

服务器的默认程序一般都是通过人们所熟知的端口号来识别的。例如，对于每个 TCP/IP 实现来说，SMTP（简单邮件传输协议）服务器的 TCP 端口号都是 25，FTP（文件传输协议）服务器的 TCP 端口号都是 21，TFTP（简单文件传输协议）服务器的 UDP 端口号都是 69。任何 TCP/IP 实现所提供的服务都用众所周知的 1－1023 之间的端口号。这些人们所熟知的端口号由 Internet 端口号分配机构（Internet Assigned Numbers Authority, IANA）来管理。

常用协议对应端口号：

• SSH 22
• FTP 20 和 21
• Telnet 23
• SMTP 25
• TFTP 69
• HTTP 80
• SNMP 161
• Ping 使用ICMP，无具体端口号

封装和分用

封装：当应用程序发送数据的时候，数据在协议层次中 自顶向下通过每一层，每一层都会对数据增加一些首部或者尾部信息，这样的信息称之为协议数据单元（PDU），在分层协议系统里，在指定的协议层上传送的数据单元，包含了该层的协议控制信息和用户信息。

• 物理层（一层）PDU指数据位（Bit）
• 数据链路层（二层）PDU指数据帧（Frame）
• 网络层（三层）PDU指数据包（Packet）
• 传输层（四层）PDU指数据段（Segment）
• 第五层以上为数据（data）

分用：当主机收到一个数据帧时，数据就从协议层底向上升，通过每一层时，检查并去掉对应层次的报文首部或尾部，与封装过程正好相反。