既然是干网安的，计网知识还是得恶补一下的，（之前学的太水了）
基础篇
TCP/IP网络模型有几层
为什么要有TCP/IP网络模型
对于不同设备上的进程间通信，需要网络通信，但是设备是多样的，所以要兼容多种多样的设备，因此协商出了一套通用的网络协议。这个网络协议是分层的，每一层各有作用和职责。
应用层
最上层的，我们能直接接触到的就是应用层（Application Layer）。应用层只需要专注于为用户提供应用功能，比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。应用层不关心数据如何传输，类似于寄快递只需把包裹交给快递员，而不用关心如何运输。
应用层是工作在操作系统中的用户态，而传输层及以下工作在内核态。
传输层
应用层的数据包会传给传输层，传输层（Transport Layer）是为应用层提供网络支持的。传输层有两个协议，分别是TCP和UDP。
TCP（Transmission Control Protocol），传输控制协议，大部分应用使用的是TCP传输层协议，比如HTTP应用层协议，TCP比UDP多了很多特性，比如流量控制、超时重传、拥塞控制等，这些都是为了保证数据包能可靠地传输给对方。
UDP相对比较简单，只负责发送数据包，不保证数据包能否抵达对方，但它的实时性更好，传输效率更高。UDP也可以实现可靠传输，把TCP的特性在应用层实现就可以了，但是要实现一个可靠的UDP传输协议不是一个简单的事。
当传输层的数据包大小超过MSS（TCP最大报文段长度），就要将数据包分块，这样即使中途有一个分块丢失或者损坏了，只需要重新发送这一个分块，而不用发送整个数据包。在TCP协议中，我们把每个分块称为一个TCP段（TCP Segment）。
当设备作为接收方时，传输层则要负责将数据包传给应用，但是一台设备上可能会有很多应用在接收或者传输数据，因此需要用一个编号将应用区分开来，这个编号就是端口。比如80端口通常给Web服务器，22端口通常是远程登录服务器用的，而浏览器的每个标签页都代表一个独立的进程，会分配临时的端口号。
在传输层的报文中会携带端口号，因此接收方可以识别出该报文是发送给哪个应用。
网络层
网络层（Internet Layer），实际负责传输功能，最常用的协议是IP协议，IP协议会将传输层的报文作为数据部分，再加上IP包头组装成IP报文，如果IP报文大小超过MTU（以太网中一般为1500字节）就会再次分片，得到一个即将发送到网络的IP报文。
网络层负责将数据从一个设备传输到另一个设备，世界上那么多设备，又该如何找到对方呢？因此网络层需要有区分设备的编号。
我们一般用IP地址给设备进行编号，对于IPv4协议，IP地址总共32位，分成了4段，每段8位。只有一个单纯的IP地址可以做到区分设备，但是寻址起来就特别麻烦，全世界那么多设备，怎么可能一个一个去匹配？
因此需要将IP地址分成两种意义：
- 一个是网络号，负责标识该IP地址是属于哪个[子网]的。
- 一个是主机号，负责标识同一[子网]下的不同主机。
这里需要配合子网掩码才能算出IP地址的网络号和主机号。
比如10.100.122.0/24，后面的/24表示255.255.255.0子网掩码，其二进制有24个1，为了简化子网掩码的表示，用/24代替255.255.255.0。
对10.100.122.0/24和255.255.255.0进行按位与运算，就可以得到网络号。
将255.255.255.0取反后与IP地址进行按位与运算，就可以得到主机号。
在寻址中，先匹配到相同的网络号，即找到同一子网，再去找对应的主机。
除了寻址能力，IP协议还有另一个重要的能力就是路由。在实际场景中，两台设备并不是用一条网线连接起来的，而是通过很多网关、路由器、交换机等众多网络设备连接起来的，那么就会形成很多条网络的路径，因此当数据包到达一个网络节点，就需要通过路由算法决定下一步走哪条路径。
路由器寻址中，就是要找到目标地址的子网，找到后进而把数据包转发给对应的网络内。
所以，IP协议的寻址作用是告诉我们去往下一个目的地该朝哪个方向走，路由则是根据下一个目的地选择路径。寻址更像是在导航，路由更像是操作方向盘。
网络接口层
生成IP头部后，接下来要交给网络接口层（Link Layer）在IP头部的前面加上MAC头部，并封装成数据帧（Data Frame）发送到网络上。
IP头部中的接收方IP地址表示网络包的目的地，通过这个地址我们就可以判断要将包发到哪里，但在以太网的世界中，这个思路是行不通的。
什么是以太网呢？电脑上的以太网接口，Wi-Fi接口，以太网交换机，路由器上的千兆、万兆以太网接口，还有网线，它们都是以太网的组成部分，以太网就是一种在[局域网]内，把附近的设备连接起来，使它们之间可以进行通讯的技术。
以太网在判断网络包目的地时和IP的方式不同，因此必须采用相匹配的方式才能在以太网中将包发往目的地，而MAC头部就是干这个用的，所以，在以太网进行通讯要用到MAC地址。
MAC头部是以太网使用的头部，它包含了接收方和发送方的MAC地址等信息，我们可以通过ARP协议获取对方的MAC地址。所以说，网络接口层主要是为网络层提供[链路级别]传输的服务，负责在以太网、WiFi这样的底层网络上发送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用MAC地址来标识网络上的设备。
总结
TCP/IP网络通常是由上到下分成4层，分别是应用层，传输层，网络层和网络接口层。
网络接口层的传输单位是帧（frame），IP层的传输单位是包（packet），TCP层的传输单位是段（Segment），HTTP层的传输单位是消息或者报文。它们没有什么本质区别，可以统称为数据包。
键入网址到网页显示，期间发生了什么
HTTP
首先浏览器做的第一步工作就是对URL进行解析，从而生成发送给Web服务器的请求信息。我们现在来对URL进行解析。
所以这个请求实际上是请求服务器里的文件资源，若是上述蓝色部分的URL元素都省略了，则是请求根目录下设置的默认文件，这样就不会造成混乱了。
对URL解析后，浏览器确定了Web服务器和文件名，接下来就是根据这些信息来生成HTTP请求消息了。
真实地址查询——DNS
通过浏览器解析URL并生成HTTP消息后，需要委托操作系统将消息发送给Web服务器。发送之前，必须查询服务器域名对应的IP地址，因为委托操作系统发送消息时，必须提供通信对象的IP地址。而这需要通过DNS服务器，这种服务器专门保存了Web服务器域名与IP的对应关系。
- 域名的层级关系：DNS中的域名都是用句号分割的，如
www.server.com，这里的句号代表了不同的界限。在域名中，越靠右的位置表示其层级越高。
实际上，域名最右边还有一个句号，如www.server.com.，最后一个点代表根域名。也就是说，.根域在最顶层，它的下一层就是.com顶级域，再下面是server.com。所以域名的层级关系类似一个树状结构。
- 根DNS服务器
. - 顶级域DNS服务器
.com - 权威DNS服务器
.server.com
根域的DNS服务器保存在互联网中所有的DNS服务器中，任何DNS服务器就都可以找到并访问根域DNS服务器了，因此，客户端只要能找到任意一台DNS服务器，就可以通过它找到根域DNS服务器，再一路找到位于下层的某台目标DNS服务器。
域名解析工作流程
- 客户端首先会发出一个DNS请求，询问
www.server.com的IP是啥，并发给本地DNS服务器（也就是客户端的TCP/IP设置中的DNS服务器地址）。 - 本地域名服务器收到客户端请求后，如果缓存中能找到
www.server.com，则它直接返回IP地址。如果没有，本地DNS会去问它的根域名服务器，根域名服务器是最高层次的，它不直接用于域名解析，但是能指明一条明路。 - 根DNS服务器收到来自本地DNS的请求后，发现后置是
.com，于是将.com顶级域名服务器地址返回给本地DNS服务器。 - 本地DNS服务器收到顶级域名服务器地址后，于是询问顶级域名服务器获取IP地址。
- 顶级域名服务器给出
www.server.com区域的权威域名服务器地址。 - 本地域名服务器向权威域名服务器请求获取IP地址。
- 权威域名服务器查询后将对应的IP地址告诉本地DNS。
- 本地DNS再将IP地址返回客户端，客户端与目标建立连接。
DNS解析域名的过程是只指路不带路
缓存系统
浏览器解析域名并不是每次都会经历这么多步骤，因为有缓存的存在。浏览器会先看看自身有没有这个域名的缓存，如果没有，则去问操作系统，若操作系统也无，则去问hosts文件，都没有，才会去询问本地DNS服务器。
协议栈
DNS获取到IP后，就会把HTTP的传输工作交给操作系统中的协议栈。
应用程序调用Socket库，来委托协议栈工作。协议栈的上半部分有两块，分别是负责收发数据的TCP和UDP协议，这两个传输协议会接受应用层的委托执行收发数据的操作。
协议栈的下半部分是用IP协议控制网络包收发操作，在互联网上传数据时，数据会被切分成一块块的网络包，而将网络包发送给对方的操作就是由IP负责的。
IP中还包括ICMP协议和ARP协议。
- ICMP协议用于告知网络包传送过程中产生的错误以及各种控制信息。
- ARP用于根据IP地址查询相应的以太网MAC地址。
IP下面的网卡驱动程序负责控制网卡硬件，而最下面的网卡则负责完成实际的收发操作，也就是对网线中的信号执行发送和接收操作。
可靠传输——TCP
先看一下TCP报文头部的格式
首先，源端口号和目的端口号不可缺少，不然数据不知道该发给哪个应用。
接下来有包的序号，用于解决包的乱序问题。
还有就是确认号，目的是确认发出去对方有没有接收到。若没有则重新发送，用于解决丢包问题。
然后是状态位，SYN代表发起一个连接，ACK为回复，RST为重新连接，FIN是结束连接。TCP是面向连接的，因而双方要维护连接的状态，这些带状态位的包的发送，会引起双方的状态变更。
窗口大小，TCP要做流量控制，通信双方各声明一个窗口（缓存大小），标识当前的处理能力。
TCP还会做拥塞控制，对于真正的通路堵车不堵车，它无能为力，唯一能做的就是控制自己。
TCP传输数据前，要先进行三次握手建立连接
- 一开始，客户端和服务端都处于
CLOSED状态，先是服务端主动监听某个端口，处于LISTEN状态。 - 然后客户端主动发起连接
SYN，之后处于SYN-SENT状态。 - 服务端收到发起的连接，返回
SYN，并且ACK客户端的SYN，之后处于SYN-RCVD。 - 客户端收到服务端发送的
SYN和ACK之后，发送对SYN确认的ACK，之后处于ESTABLISHED状态，因为他一发一收成功。 - 服务端收到
ACK后，处于ESTABLISHED状态，因为它也一发一收成功了。
三次握手的目的是保证双方都有发送和接收的能力。
如何查看TCP的连接状态？
TCP的连接状态查看，在linux中可以用netstat -napt命令查看。
TCP分割数据
如果HTTP请求的消息比较长，超过了MSS的长度，这时TCP就需要把HTTP的数据拆解成一块块的数据发送，而不是一次性发送所有的数据。
MTU：一个网络包的最大长度，以太网中一般为1500字节。MSS：除去IP和TCP头部之后，一个网络包所容纳的TCP数据的最大长度。
数据会被以MSS的长度为单位进行拆分，拆分出来的每一块数据都会被放进单独的网络包中。也就是在每个被拆分的数据加上TCP头信息，然后交给IP模块来发送数据。
TCP报文生成
TCP协议中会有两个端口，一个是浏览器监听的端口（通常是随机生成的），一个是Web服务器监听的端口（HTTP默认端口号是80，HTTPS默认端口号是443）。
在双方建立连接后，TCP报文中的数据部分就是存放HTTP头部+数据，组装好TCP报文之后，就需要交给下面的网络层处理。
至此，网络包的报文如下图：
远程定位——IP
TCP模块在执行连接、收发、断开等各阶段操作时，都需要委托IP模块将数据封装成网络包发送给通信对象。
IP报文头部的格式
在IP协议里面需要有源地址IP和目的地址IP：
- 源地址IP，即是客户端输出的IP地址。
- 目的地址，即是通过DNS域名解析得到的Web服务器IP。
因为HTTP是经过TCP传输的，所以在IP包头的协议号，要填写为06（十六进制），表示协议为TCP。
假设客户端有多个网卡，就会有多个IP地址，那IP头部的源地址应该选择哪个IP呢？
当存在多个网卡时，在填写源地址IP时，就需要判断到底需要填写哪个地址。这个判断相当于在多个网卡中判断应该使用哪个网卡来发送包。
这个时候就需要根据路由表规则，来判断哪一个网卡作为源地址IP。
在linux操作系统，我们可以使用route -n命令查看当前系统的路由表。
