【網絡知識】|?作者?/ Edison Zhou

這是EdisonTalk的第291篇原創內容

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作為一個專業的IT技術人，一個Web應用開發者，不了解網絡基礎和協議，怎么能行？本文是我2016年閱讀《圖解TCP/IP》一書的讀書筆記下半部分。

上半部分：點此閱讀

1TCP與UDP

TCP（Transmission Control Protocol）與UDP（User Datagram Protocol）
傳輸層的作用

TCP：面向連接的、可靠的流協議，提供可靠的通信傳輸。

所謂流，就是指不間斷的數據結構，你可以把它想象成排水管道中的水流。當應用程序采用TCP發送消息時，雖然可以保證發送的順序，但還是猶如沒有任何間隔的數據流發送給接收端。

UDP：面向無連接的，具有不可靠性的數據報協議。（讓廣播和細節控制交給應用的通信傳輸）

TCP用于在傳輸層有必要實現可靠傳輸的情況，由于它是面向連接并具備順序控制、重發控制等機制的，所以它可以為應用提供可靠傳輸。而UDP則主要用于那些對高速傳輸和實時性有較高要求的通信或廣播通信。

因此，TCP和UDP應該根據應用目的按需使用。另外，在日常使用TCP或UDP時，通常會用到操作系統提供的類庫，這種類庫一般被稱為API，對于TCP或UDP來說會廣泛使用到套接字（Socket）的API。應用程序使用套接字時，可以設置對端的IP地址、端口號，并實現數據的發送與接收。

端口號

MAC地址和IP地址分別用來識別同一鏈路中不同的計算機以及TCP/IP網絡中互連的主機和路由器。在傳輸層，則使用端口號來識別同一臺計算機中進行通信的不同應用程序。

一般知名端口號在0~1023之間，而我們經常使用的自定義/動態分配的端口號則一般在49152~65535之間。

UDP

UDP(User Datagram Protocol)不提供復雜的控制機制，利用IP提供面向無連接的通信服務。因此，它不會負責：流量控制、丟包重發等。

UDP廣泛應用于：?

1、包量較少的通信（DNS、SNMP等）

2、視頻、音頻等多媒體通信（即時通信）

3、限定于LAN等特定網絡中的應用通信?

4、廣播通信（廣播、多播）

TCP

TCP作為一種面向有連接的協議，只有在確認通信對端存在時才會發送數據，從而可以控制通信流量的浪費。

為了通過IP數據報實現可靠性傳輸，需要考慮很多事情，例如：數據的破壞、丟包、重復以及分片順序混亂等問題。

TCP通過檢驗和、序列號、確認應答、重發控制、連接管理以及窗口控制等機制實現可靠性傳輸。

使用TCP的一個連接的建立與斷開，正常過程下至少需要來回發送7個包才能完成，也就是我們常常聽到的三次握手，兩次揮手。

2路由協議

在互聯網世界中，夾雜著復雜的局域網和廣域網，然后，再復雜的網絡結構中，也需要通過合理的路由將數據發送到目標主機。而決定這個路由的，正是路由控制模塊。

靜態路由和動態路由

靜態路由：事先設置好路由器和主機中并將路由信息固定的一種方法；

eg.有100個IP網的時候，就需要手動設置近100個路由信息。并且，每增加一個新的網絡，就需要將這個新追加的網絡信息設置在所有的路由器上。因此，管理負擔很大。此外，一旦某個路由器發生故障，基本上無法自動繞過發生故障的節點，必須手工設置后才能恢復。

動態路由：讓路由協議在運行過程中自動地設置路由控制信息的一種方法；

eg.如果有一個新的網絡追加到原有網絡中，只要在新增加網絡的路由器上進行一個動態路由的設置即可。此外，網絡上一旦發生故障，路由器的設置也會自動重置。

動態路由會給相鄰路由器發送自己已知的網絡連接信息，而這些信息又像接力一樣依次傳遞給其他路由器，直到整個網絡都了解時，路由控制表也就制作完成了，而此時也就可以正確轉發IP數據包了。

路由算法

最具代表性的路由算法是：距離向量（Distance-Vector）算法和鏈路狀態（Link-State）算法。

（1）距離向量算法

根據距離（代價）和方向決定目標網絡或者目標主機位置的一種方法。

（2）鏈路狀態算法

在了解網絡整體連接狀態的基礎上生成路由控制表的一種方法，該方法中，每個路由器必須保持同樣的信息才能進行正確的路由選擇。

路由協議

（1）RIP（Routing Information Protocol）

RIP是距離向量型的一種路由協議，廣泛應用于LAN。

廣播路由：RIP將路由控制信息定期（30秒）向全網廣播。

確定路由：RIP基于距離向量算法決定路由，距離的單位被稱為“跳數”（經過的路由器的個數），RIP希望經過盡可能少的路由器將數據包發送到目標IP地址。

（2）OSPF（Open Shortest Path First）

OSPF是一種鏈路狀態型路由協議，即使網絡中有環路，也能夠進行穩定的路由控制。

3應用層協議

遠程登錄

Telnet利用TCP的一跳連接，通過這一條連接向主機發送文字命令并在主機上執行。但是Telnet中登錄時無需輸入密碼就可以發送，容易造成通信竊聽和非法侵入的危險。

SSH是加密的遠程登錄系統，可以加密通信內容。即使信息被竊聽也無法破解所發送的密碼、具體命令以及命令返回結果是什么。

文件傳輸

FTP是在兩個計算機之間進行文件傳輸時使用的協議，它使用兩條TCP連接：一條用于控制，一條則用于數據的傳輸。

（1）FTP控制使用的連接使用的是TCP21號端口（SFTP用的是22號端口）

（2）FTP用于數據傳輸的TCP連接通常使用20號端口

電子郵件

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）提供電子郵件服務協議，而一般接收端會使用POP3（Post Office Protocol）協議。

（1）SMTP是發送電子郵件的協議，它使用TCP的25號端口。它在建立一個TCP連接以后，便在這個連接上進行控制和應答以及數據的發送。

（2）POP是接收電子郵件的協議，它和SMTP一樣，也是在客戶端與服務端之間建立一個TCP連接完成相應操作。

WWW

HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）默認使用TCP的80端口，首先是客戶端向服務器的80端口建立一個TCP連接，然后在這個TCP連接上進行請求和應答以及數據報文的發送。

網絡管理

SNMP（Simple Network Management Protocol）常用于TCP/IP的網絡管理。利用SNMP可以對連接到網絡的設備進行遠程管理，例如修改設置和確認是否運行正常等等。

Ref參考資料

[日]竹下隆史，《圖解TCP/IP》

上半部分傳送門：點此閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的网络知识 | 《图解TCP/IP》读书笔记（下）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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