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成為“黑客”前,必須學習的“計算機網(wǎng)絡通信原理”

網(wǎng)絡 通信技術 黑客攻防
"黑客"的目的是尋找目標漏洞,然后去發(fā)起攻擊或者提出解決方案修補漏洞,而尋找漏洞的過程,首先需要先學習"網(wǎng)絡通信原理",為什么?因為網(wǎng)絡通信原理十分重要。

"黑客"的目的是尋找目標漏洞,然后去發(fā)起攻擊或者提出解決方案修補漏洞,而尋找漏洞的過程,你就需要掌握很多知識,例如計算機原理、計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、計算機軟件、編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫技術、前沿技術等等,在這么多要學習的內(nèi)容里,首先需要先學習"網(wǎng)絡通信原理",為什么?因為網(wǎng)絡通信原理十分重要,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)絡安全解決方案也是用來解決這些漏洞問題的。

一、網(wǎng)絡的由來

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

一臺硬設有了操作系統(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,其實兩臺計算機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準,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/計算機掌握全世界的語言/標準,于是有了世界統(tǒng)一的通信標準:英語

結(jié)論:英語成為世界上所有人通信的統(tǒng)一標準,如果把計算機看成分布于世界各地的人,那么連接兩臺計算機之間的internet實際上就是一系列統(tǒng)一的標準,這些標準稱之為互聯(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:定義計算機如何接入internet,以及接入internet的計算機通信的標準。

二、網(wǎng)絡協(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

每層運行常見物理設備

網(wǎng)絡協(xié)議

五層模型講解

我們將應用層,表示層,會話層并作應用層,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,孤立的計算機之間要想一起玩,就必須接入internet,言外之意就是計算機之間必須完成組網(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),高電壓對應數(shù)字1,低電壓對應數(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

(1) 以太網(wǎng)協(xié)議:

早期的時候各個公司都有自己的分組方式,后來形成了統(tǒng)一的標準,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),超過最大限制就分片發(fā)送

(2) mac地址:

head中包含的源和目標地址由來:ethernet規(guī)定接入internet的設備都必須具備網(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)卡出廠時都被燒制上一個世界唯一的mac地址,長度為48位2進制,通常由12位16進制數(shù)表示(前六位是廠商編號,后六位是流水線號)

(3) 廣播:

有了mac地址,同一網(wǎng)絡內(nèi)的兩臺主機就可以通信了(一臺主機通過arp協(xié)議獲取另外一臺主機的mac地址)ethernet采用最原始的方式,廣播的方式進行通信,即計算機通信基本靠吼

3. 網(wǎng)絡層:

有了ethernet、mac地址、廣播的發(fā)送方式,世界上的計算機就可以彼此通信了,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,這會是一種災難

上圖結(jié)論:必須找出一種方法來區(qū)分哪些計算機屬于同一廣播域,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。

網(wǎng)絡層功能: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)絡地址

(1) IP協(xié)議:

規(guī)定網(wǎng)絡地址的協(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)絡地址由32位2進制表示。

范圍0.0.0.0-255.255.255.255

一個ip地址通常寫成四段十進制數(shù),例:172.16.10.1

ip地址分成兩部分

  • 網(wǎng)絡部分:標識子網(wǎng)
  • 主機部分:標識主機

注意:單純的ip地址段只是標識了ip地址的種類,從網(wǎng)絡部分或主機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)

(2) 子網(wǎng)掩碼

所謂"子網(wǎng)掩碼",就是表示子網(wǎng)絡特征的一個參數(shù)。它在形式上等同于IP地址,也是一個32位二進制數(shù)字,它的網(wǎng)絡部分全部為1,主機部分全部為0。比如,IP地址172.16.10.1,如果已知網(wǎng)絡部分是前24位,主機部分是后8位,那么子網(wǎng)絡掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000,寫成十進制就是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。方法是將兩個IP地址與子網(wǎng)掩碼分別進行AND運算(兩個數(shù)位都為1,運算結(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?兩者與子網(wǎng)掩碼分別進行AND運算,

  1. 172.16.10.1:10101100.00010000.00001010.000000001  
  2. 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 

AND運算得網(wǎng)絡地址結(jié)果:

  1. 10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 
  2. 172.16.10.2:10101100.00010000.00001010.000000010 
  3. 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 

AND運算得網(wǎng)絡地址結(jié)果:

  1. 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。

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

(3) 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。

(4) ARP協(xié)議

arp協(xié)議由來:計算機通信基本靠吼,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)議時候,我門了解到通信是基于mac的廣播方式實現(xiàn),計算機在發(fā)包時,獲取自身的mac是容易的,如何獲取目標主機的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,獲取目標主機的mac地址

協(xié)議工作方式:每臺主機ip都是已知的

例如:主機172.16.10.10/24訪問172.16.10.11/24

  • 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)
  • 分析172.16.10.10/24與172.16.10.11/24處于同一網(wǎng)絡(如果不是同一網(wǎng)絡,那么下表中目標ip為172.16.10.1,通過arp獲取的是網(wǎng)關的mac)
  • 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,所有主機接收后拆開包,發(fā)現(xiàn)目標ip為自己的,就響應,返回自己的mac

4. 傳輸層:

網(wǎng)絡層的ip幫我們區(qū)分子網(wǎng),以太網(wǎng)層的mac幫我們找到主機,然后大家使用的都是應用程序,你的電腦上可能同時開啟qq,暴風影音,等多個應用程序,那么我們通過ip和mac找到了一臺特定的主機,如何標識這臺主機上的應用程序,答案就是端口,端口即應用程序與網(wǎng)卡關聯(lián)的編號。

傳輸層功能:建立端口到端口的通信

補充: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),正好放進一個IP數(shù)據(jù)包。
  • tcp報文

tcp報文

  • tcp三次握手和四次揮手

tcp三次握手和四次揮手

5. 應用層:

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

應用層功能:規(guī)定應用程序的數(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,這些應用程序協(xié)議就構(gòu)成了"應用層"。

6. Socket:

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

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

Socket:

socket起源于UNIX,在Unix一切皆文件哲學的思想下,socket是一種"打開—讀/寫—關閉"模式的實現(xiàn),服務器和客戶端各自維護一個"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)束時關閉文件。

三、網(wǎng)絡通信實現(xiàn)

每臺主機實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的基本四要素:

  • 本機的IP地址
  • 子網(wǎng)掩碼
  • 網(wǎng)關的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?。和ㄟ^dhcp獲取

  • 最前面的"以太網(wǎng)標頭",設置發(fā)出方(本機)的MAC地址和接收方(DHCP服務器)的MAC地址。前者就是本機網(wǎng)卡的MAC地址,后者這時不知道,就填入一個廣播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。
  • 后面的"IP標頭",設置發(fā)出方的IP地址和接收方的IP地址。這時,對于這兩者,本機都不知道。于是,發(fā)出方的IP地址就設為0.0.0.0,接收方的IP地址設為255.255.255.255。
  • 最后的"UDP標頭",設置發(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)絡的每臺計算機都收到了這個包。因為接收方的MAC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算機,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服務器知道"這個包是發(fā)給我的",而其他計算機就可以丟棄這個包。

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

新加入的計算機收到這個響應包,于是就知道了自己的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關地址、DNS服務器等等參數(shù)。

四、例舉主機訪問網(wǎng)站的網(wǎng)絡通信過程

首先打開瀏覽器,在地址欄輸入URL,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~都在什么時候起著什么作用呢?在這里整體梳理一遍。

1. 整個過程基本分做下面幾個部分:

  • 域名解析成IP地址;
  • 與目的主機進行TCP連接(三次握手);
  • 發(fā)送與收取數(shù)據(jù);
  • 與目的主機斷開TCP連接(四次揮手);

下面分別進行詳細說明。

2. 域名解析成IP地址

(1) 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)絡線路去尋找目的主機找得到嗎?找不到,因為每個主機在網(wǎng)絡中的位置都是以IP標識的,IP才是主機在網(wǎng)絡中的位置,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的對應關系,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地址有時候還會變化,因此當在DNS緩存中沒有找到的時候,就要先向DNS服務器請求域名解析,我們常聽到的DNS服務器很大的作用就是進行域名解析。

值得一提的是,DNS域名解析時用的是UDP協(xié)議。

(2) 整個域名解析的過程如下:

  • 瀏覽器向本機DNS模塊發(fā)出DNS請求,DNS模塊生成相關的DNS報文;
  • DNS模塊將生成的DNS報文傳遞給傳輸層的UDP協(xié)議單元;
  • UDP協(xié)議單元將該數(shù)據(jù)封裝成UDP數(shù)據(jù)報,傳遞給網(wǎng)絡層的IP協(xié)議單元;
  • 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服務器的IP地址;
  • 封裝好的IP數(shù)據(jù)包將傳遞給數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議單元進行發(fā)送;
  • 發(fā)送時在ARP緩存中查詢相關數(shù)據(jù),如果沒有,就發(fā)送ARP廣播(包含待查詢的IP地址,收到廣播的主機檢查自己的IP,符合條件的主機將含有自己MAC地址的ARP包發(fā)送給ARP廣播的主機)請求,等待ARP回應;
  • 得到ARP回應后,將IP地址與路由的下一跳MAC地址對應的信息寫入ARP緩存表;
  • 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);
  • 轉(zhuǎn)發(fā)可能進行多次;
  • DNS請求到達DNS服務器的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議單元;
  • DNS服務器的數(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)絡層IP協(xié)議單元;
  • DNS服務器的IP協(xié)議單元解析IP數(shù)據(jù)包,將內(nèi)部的UDP數(shù)據(jù)報傳遞給傳輸層UDP協(xié)議單元;
  • DNS服務器的UDP協(xié)議單元解析收到的UDP數(shù)據(jù)報,將內(nèi)部的DNS報文傳遞給DNS服務單元;
  • DNS服務單元將域名解析成對應IP地址,產(chǎn)生DNS回應報文;
  • DNS回應報文->UDP->IP->MAC->我的主機;
  • 我的主機收到數(shù)據(jù)幀,將數(shù)據(jù)幀->IP->UDP->瀏覽器;
  • 將域名解析結(jié)果以域名和IP地址對應的形式寫入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,需要通過主機的MAC地址來更具體的找到主機。同樣的也有一個ARP緩存,其中存儲了一些IP與MAC地址的對應關系,如果緩存中找不到,就會進行廣播來查找MAC地址,收到廣播的主機會檢查自己的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)頁服務的80端口,用于FTP服務的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拿來傳輸數(shù)據(jù)了。

3. 與目的主機進行TCP連接(三次握手)

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

HTTP的請求時使用TCP進行傳輸?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,會建立我的主機與目的主機之間的連接,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服務器時的過程,就簡單的表示一下:

  • 向目的主機發(fā)送TCP連接請求報文;
  • 該TCP報文中SYN標志位設為1,表示連接請求;
  • 該TCP報文通過IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->目的主機;
  • 目的主機收到數(shù)據(jù)幀,通過IP->TCP,TCP協(xié)議單元回應請求應答報文;
  • 該報文中SYN和ACK標志設為1,表示連接請求應答;
  • 該TCP報文通過IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->我的主機;
  • 我的主機收到數(shù)據(jù)幀,通過IP->TCP,TCP協(xié)議單元回應請求確認報文;
  • 該TCP報文通過IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->目的主機;
  • 目的主機收到數(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,互相確認一下,就建立連接啦。這個過程中任何一個報文出錯或者超時,都要進行重傳。

4. 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)其實有多種傳輸方式,比如分段啊分組啊分時啊等等。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:

  • 瀏覽器向域名發(fā)出GET方法報文;
  • 該GET方法報文通過TCP->IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->目的主機;
  • 目的主機收到數(shù)據(jù)幀,通過IP->TCP->HTTP,HTTP協(xié)議單元會回應HTTP協(xié)議格式封裝好的HTML形式數(shù)據(jù);
  • 該HTML數(shù)據(jù)通過TCP->IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->我的主機;
  • 我的主機收到數(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)時方法都類似,只是所攜帶的內(nèi)容不同。

5. 與目的主機斷開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:

  • 瀏覽器向目的主機發(fā)出TCP連接結(jié)束請求報文,此時進入FIN WAIT狀態(tài);
  • 該報文FIN標志位設為1,表示結(jié)束請求;
  • TCP結(jié)束請求報文通過IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->目的主機;
  • 目的主機收到數(shù)據(jù)幀,通過IP->TCP,TCP協(xié)議單元回應結(jié)束應答報文;
  • 當前只是進行回應,因為目的主機可能還有數(shù)據(jù)要傳,并不急著斷開連接;
  • 該報文中ACK標志位設為1,表示收到結(jié)束請求;
  • 目的數(shù)據(jù)發(fā)送完所有數(shù)據(jù)后,向我的主機發(fā)出TCP連接結(jié)束請求報文;
  • 該報文FIN標志位設為1,表示結(jié)束請求;
  • TCP結(jié)束請求報文通過IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->我的主機;
  • 我的主機收到數(shù)據(jù)幀,通過IP->TCP,TCP協(xié)議單元回應結(jié)束應答報文,此時進入TIME WAIT狀態(tài),因為不相信網(wǎng)絡是可靠的,如果目的主機沒收到還可以重發(fā);
  • 該報文中的FIN標志位均設為1,表示結(jié)束應答;
  • 該TCP回應報文通過IP(DNS)->MAC(ARP)->網(wǎng)關->目的主機;
  • 目的主機關閉連接;
  • TIME WAIT等待結(jié)束后,沒有收到回復,說明目的正常關閉了,我的主機也關閉連接。

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

FIN_WAIT狀態(tài)是主動發(fā)起請求時等待確認信息,而TIME_WAIT狀態(tài)是收到結(jié)束請求后發(fā)送確認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需要四次揮手呢?因為建立連接時目的主機可以直接發(fā)送SYN(同步)+ACK(應答)報文。而當斷開時,目的主機收到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)送一次應答,告知我的主機收到了請求,等確認所有數(shù)據(jù)都發(fā)完了,再發(fā)送FIN,同時等待我的主機應答,這里的FIN和ACK就不能一起發(fā)送,所以需要四次。

6. 總結(jié)一下:

以上就是主機訪問網(wǎng)站時的網(wǎng)絡通信全過程,歸納起來就是:

首先要通過域名找到IP,如果緩存里沒有就要請求DNS服務器;得到IP后開始于目的主機進行三次握手來建立TCP連接;連接建立后進行HTTP訪問,傳輸并獲取網(wǎng)頁內(nèi)容;傳輸完后與目的主機四次揮手來斷開TCP連接。

責任編輯:趙寧寧 來源: 今日頭條
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