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计网-运输层

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传输层两个协议的应用场景：

  • TCP：基于可靠传输的，丢包重传，分段编号，流量控制，建立会话(三次握手)

    • QQ传文件，访问网站，下载文件

  • UDP：基于不可靠传输，一个数据包就能完成数据通信，不建立会话，支持多播

    • QQ聊天，

  • UDP中IP分片是在IP层完成的， 而TCP分段是在TCP层完成的，TCP在ip层会尽量避免分片

    MTU = IP头+【TCP头+(MSS)】

    TCP层提前完成了分段， 而且， 两个TCP包中都有TCP头， 这是必然的。 所以到了IP层后， 都保留了TCP头， 当然就有了端口信息啊。 这一点与IP层次的分片是不同的。

    ​ 而且我们应该看到， 因为TCP包在TCP层已经做了限制， 这就决定了， 等TCP包达到IP层的时候， IP层的数据绝对不会超过MTU, 因此， 对于TCP传输来说， IP层是没有必要分片的， 因为TCP层分段的时候， 已经考虑到了这个限制。

    ​ 所以， 我们经常会说， UDP传输中， IP分片， 是受到了MTU的限制， TCP传输中， TCP分段， 是受到了MSS的限制（实际上最终还是受到了MTU的限制）

  • http=TCP+80

    https=TCP+443

    ftp=TCP+25

    SMTP=TCP+25

    POP3=TCP+110

    RDP=TCP+3389

    smb=TCP+445

    SQL Server=TCP+1433

    MySQL=TCP+3306

    DNS=UDP+53 or TCP+53

    Telnet=TCP+23

    SSH=TCP+22

  • 应用层协议和服务之间的关系：

    用ip地址定位计算机，用端口来定位服务，服务本质上是运行在TCP或UDP的某个端口侦听客户端请求的软件

    查看自己计算机侦听的端口：netstat -an

    测试远程计算机打开的端口：telnet xxx.xxx.xxx.xxx

  • 可以更改服务的端口和只打开必要的端口来增加服务器安全

  • Windows防火墙安全：

    • 在网卡上加一层过滤器：只允许某些端口的数据进来
    • 防火墙是单向的，只拦截来的，不管出去的，出去的时候自动打开端口，出去了就关了，外面的就不要想进来的。

  • Windows防火墙程序防不了灰鸽子木马程序

    • 防火墙是严进宽出，灰鸽子利用了这一点，让中木马的计算机灰鸽子客户端主动连到服务端。所以防火墙防不了灰鸽子木马。

    • 解决灰鸽子木马的问题：用IPsec的网络层安全严格控制网络流量

运输层的功能

  • TCP传送的协议数据的那元是TCP报文段

  • UDP传送的协议数据单元是UDP报文或者用户数据报

运输层协议UDP和TCP

  • UDP是无连接的，即是发送数据之前不需要建立连接

    UDP使用尽最大努力交付数据，既不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制

    UDP是面向报文的，UDP没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求

    UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的叫交互通信

    UDP的首部开销小，只有8个字节

  • TCP中的几个标志位的作用

    • URG 紧急指针，告诉接收TCP模块紧要指针域指着紧要数据。
    • ACK 置1时表示确认号（为合法，为0的时候表示数据段不包含确认信息，确认号被忽略。
    • PSH 置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序，而不必等到缓冲区满时才传送。
    • RST 置1时重建连接。如果接收到RST位时候，通常发生了某些错误。
    • SYN 置1时用来发起一个连接，建立通话和同意建立通话的标志。
    • FIN 置1时表示发端完成发送任务。用来释放连接，表明发送方已经没有数据发送了。

    TCP是面向连接的传输层协议

    每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的，这里的端点是应用程序，也就是套接字(IP+端口号)。

    TCP提供可靠交付的服务

    TCP提供全双工通信（表现为通信与反馈）

    面向字节流

TCP可靠传输的实现

提供可靠传输，流量控制，拥塞控制功能

  • 可靠传输的工作原理：停止等待，超时重传，确认丢失，确认迟到，自动重传

    使用ARQ机制的优点是简单，但是信道利用率太低（发送所用的时间占比太小）；基于此可以采用流水线传输（连续ARQ协议），可以得到更高的信道利用率，采用滑动窗口设计实现流水线的可靠传输

    发一个确认一个

    累计确认

netstat命令用于显示与IP、TCP、UDP和ICMP协议相关的统计数据，一般用于检验本机各端口的网络连接情况

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-a (all)显示所有连接和监听端口选项，默认不显示LISTEN相关
-t (tcp)仅显示tcp相关选项
-o 显示与每个连接相关的所属进程 ID
-u (udp)仅显示udp相关选项
-n 以数字形式显示地址和端口号。
-l 仅列出有在 Listen (监听) 的服務状态
-p 显示 proto 指定的协议的连接
-r 显示路由信息，路由表
-e 显示以太网统计信息。此选项可以与 -s选项组合使用，例如uid等
-s 按各个协议进行统计
-c 每隔一个固定时间，执行该netstat命令。
提示：LISTEN和LISTENING的状态只有用-a或者-l才能看到

  • Wireshark抓包后的网络层次说明：

    • Frame:物理层的数据帧概况
    • Ethernet II: 数据链路层以太网头部帧
    • Internet Protocol Version 4：网络层IP包头的信息
    • Transmission Control Protocol：传输层的数据段头部信息，此处是TCP协议。
    • Hypertext Transfer Protocol：应用层的信息，此处是HTTP协议

    https://jack-blog-img.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/github-page/img20201125144521.png

    https://jack-blog-img.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/github-page/img20201125144901.png

TCP协议连接管理：三次握手/四次挥手协议的大致执行流程

STP协议默认采用滑动窗口累计确认的机制：

利用TCP的三次握手协议实现对XP系统的攻击：SYN攻击和LAND攻击

TCP实际上的可靠传输实现：以字节为单位的滑动窗口

  • UDP的可靠传输有上层的应用层协议来实现

  • TCP传输过程中无数据包丢失

  • TCP传输过程中有数据包丢失

超时重传时间确认：

TCP的流量控制

  • TCP的流量控制是基于滑动窗口机制的

TCP的拥塞控制

  • TCP的拥塞控制指的是将网络中的所有计算机，是一种全局控制，是如何避免让网络产生网络堵塞的。当一个计算机发现有丢包问题出现时，会主动把发送数据包的速度降下来。

  • 当资源的需求综合>可用的资源时，将产生资源拥塞。

  • 拥塞控制的四种算法：慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复

    A发送窗口的上限值=Min[A的拥塞窗口,B的接收窗口]

Updated on 2020-11-21
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