TCP/IP Cheat Sheet
- 2019 年 12 月 4 日
- 筆記
概述
TCP/IP不是一個協議，而是一個協議族的統稱。裡面包括了IP協議，IMCP協議，TCP協議，以及我們更加熟悉的http、ftp、pop3協議等等。電腦有了這些，就好像學會了外語一樣，就可以和其他的電腦終端做自由的交流了。
實質上，TCP/IP協議族的結構與ISO-OSI的七層協議經典架構稍有不同,通常來講，我們將之分為四層或者五層。分別是：
- 鏈路層：處理與電纜（或）其他任何傳輸媒介的物理介面細節 設備驅動程式及介面卡
- 網路層：處理分組在網路中的活動，例如分組選路 IP/ICMP/IGMP
- 運輸層：為兩台主機上的應用程式提供端到端的通訊 TCP和UDP
- 應用層：處理特定的應用程式細節 Telnet FTP 和e-mail等
補充一些基礎知識
互聯網地址(ip地址)
網路上每一個節點都必須有一個獨立的Internet地址（也叫做IP地址）。現在，通常使用的IP地址是一個32bit的數字，也就是我們常說的IPv4標準，這32bit的數字分成四組，也就是常見的255.255.255.255的樣式。IPv4標準上，地址被分為五類，我們常用的是B類地址。具體的分類請參考其他文檔。需要注意的是IP地址是網路號+主機號的組合，這非常重要。
域名系統
域名系統是一個分布的資料庫，它提供將主機名（就是網址啦）轉換成IP地址的服務。
RFC
RFC是什麼？RFC就是tcp/ip協議的標準文檔，在這裡我們可以看到RFC那長長的定義列表，現在它一共有4000多個協議的定義，當然，我們所要學習的，也就是那麼十幾個協議而已。
埠號(port)
注意，這個號碼是用在TCP，UDP上的一個邏輯號碼，並不是一個硬體埠，我們平時說把某某埠封掉了，也只是在IP層次把帶有這個號碼的IP包給過濾掉了而已。
應用編程介面
現在常用的編程介面有socket和TLI。而前面的有時候也叫做「Berkeley socket」，可見Berkeley對於網路的發展有多大的貢獻。
MAC地址
MAC地址，即 Media Access Control Address。中文直譯為，媒體存取控制地址，通常也稱為區域網地址（LAN Address)，乙太網地址（Ethernet Address) 或物理地址（Physical Address），它是一個用來確認網路設備位置的位址。
Link layer – 鏈路層
通常將鏈路層稱為數據鏈路層，在TCP/IP協議族中，數據鏈路層有三個目的：
- 為IP模組發送和接收IP數據報。
- 為ARP模組發送ARP請求和接收ARP應答。
- 為RARP發送RARP請求和接收RARP應答。
先來說下這幾個英文簡稱：
- IP 即 Internet Protocol ，中文為網路協議，IP地址即為網路協議地址的簡稱。
- ARP 即 Address Resolution Protocol ，中文為地址解析協議，用來通過IP地址定位MAC地址。
- RARP 即 Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協議。RARP用於將MAC地址轉換為IP地址。其因為較限於IP地址的運用以及其他的一些缺點，因此漸為更新的BOOTP或DHCP所取代。
TCP/IP 協議族支援的鏈路層協議很多，列出常用的幾個：
乙太網鏈路層協議
在win下使用ipconfig 和在 Linux下使用 ifconfig 均可在返回的資訊中找到諸如』乙太網適配器』和』eth0』等欄位，這就是乙太網介面。
乙太網（Ether-net）的定是指數字設備公司（ Digital Equipment Corp.）、英特爾公司（Intel Corp.）和Xerox公司在1982年聯合公布的一個標準，這個標準裡面使用了一種稱作CSMA/CD的接入方法。而IEEE802提供的標準集802.3(還有一部分定義到了802.2中)也提供了一個CSMA/CD的標準。
這兩個標準稍有不同，TCP/IP協議對這種情況的處理方式如下:
- 乙太網的IP數據報封裝在RFC894中定義，而IEEE802網路的IP數據報封裝在RFC1042中定義。
- 一台主機一定要能發送和接收RFC894定義的數據報。
- 一台主機可以接收RFC894和RFC1042的封裝格式的混合數據報。
- 一台主機也許能夠發送RFC1042數據報。如果主機能同時發送兩種類型的分組數據，那麼發送的分組必須是可以設置的，而且默認條件下必須是RFC 894分組。
乙太網協議封裝可以參考-乙太網協議封裝格式
SLIP（串列線路IP）
SLIP（Serial Line Internet Protocol，串列線路網際協議），主要在Unix遠程訪問伺服器中使用，現今仍然用於連接某些ISP。因為SLIP協議是面向低速串列線路的，可以用於專用線路，也可以用於撥號線路，Modem的傳輸速率在1200bps到19200bps。RFC1055中有詳細描述。
幀格式的規則：
- IP數據報以一個被稱作END（0xc0）的特殊字元結束。同時為防止數據到來前的雜訊，通常在開始處也會傳一個END，用來標識數據的起始部分。
- 若IP報文中某個字元為END，那麼要連續傳輸兩個位元組0xdb，0xdc來代替。（好比，程式語言中要列印特殊含義的字元的時候要加轉義字元）
- 若IP報文中某個字元為ESC，那麼要連續傳輸兩個位元組0xdb，0xdd來代替。
SLIP的缺陷：
- 每一端必須知道對方的IP地址，不能把本端的IP地址通知給另一端
- 數據幀中沒有類型欄位。如果一條串列線路用於SLIP，那麼它不能同時使用其他協議。
- SLIP中沒有類似於乙太網的CRC校驗欄位，這樣糾錯能力差。
CSLIP
傳統的串列線路速率較低，為了傳輸1個位元組的數據需要20個位元組的IP首部和20個位元組的TCP首部。因此，人們提出CSLP（壓縮SLIP），他將前面提到的40個位元組壓縮到3到5個位元組，且能夠在兩端維持多大16個TCP連接，並且知道其中每個連接的首部中的某個欄位一般不會發生變化。對於那些發生變化的欄位，大多數只是一些小的數字和的改變。被壓縮的首部大大縮短了交互響應時間。
PPP（點對點協議）
PPP協議修改了SLIP協議中的所有缺陷:
包括三個部分：
- 在串列鏈路上封裝了IP數據報的方法。PPP既支援數據位8為和無奇偶檢驗的非同步模式，還支援面向比特的同步鏈接。
- 建立、配置及測試LCP（數據鏈路的鏈路控制協議）。它允許通訊雙方進行協商，以及確定不同的選項。
- 針對不同網路層協議的NCP（網路控制協議）體系。當前RFC定義的網路層有IP、OSI網路層、DECnet以及AppleTalk。例如，IP NCP允許雙方商定是否對報文首部進行壓縮，類似於CSLIP
具體參看 – PPP協議詳解
迴環介面（127.0.0.1）
迴環介面，又叫環回介面都是Loopback Interface的翻譯。
關於這個127.0.0.1基本上學過網路編程的人都不會陌生。比如你用C#寫一個c/s的程式，要用自己的PC又當Server又當Client。就需要這個迴環地址。當然同樣可以用localhost代替。
A類網路號就是為了迴環介面預留的，大多數系統喜歡分配127.0.0.1，所以在你不裝網卡的時候用ping命令也是可以通的。當你把ip數據報傳給這個介面的時候，就不能再任何網路上出現了。
對於環回介面，有如下三點值得注意:
- 傳給環回地址（一般是127.0.0.1）的任何數據均作為IP輸入。
- 傳給廣播地址或多播地址的數據報複製一份傳給環回介面，然後送到乙太網上。這是因為- 廣播傳送和多播傳送的定義包含主機本身。
- 任何傳給該主機IP地址的數據均送到環回介面。
