Linux基础知识(二)--网络

简述TCP三次握手，四次断开，及其优点和缺点，同时相对于UDP的差别？
TCP与UDP概念：
• TCP：传输控制协议，即面向连接；
• UDP：用户数据报协议，无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

TCP与UDP的优缺点上的区别：
• TCP的优点：
可靠，稳定。TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。
• 三次握手：

1. 第一次握手，主机A向主机B发出一个含同步序列号的标志位的数据段给主机B ，向主机B请求建立连接。通过这个数据段，A向B声明通信请求，以及告知B可用某个序列号作为起始数据段进行响应；
2. 第二次握手，主机B收到主机A的请求后，用一带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应A。通过此数据段，B向A声明已收到A的请求，A可以传输数据了，同时告知A可用某个序列号作为起始数据段进行响应；
3. 第三次握手，主机A收到主机B的数据段后，再发送一个确认应答，确认已收到主机B 的数据段，之后开始正式实际传输数据。
   ACK：TCP报头的控制位之一，对数据进行确认。确认由目的端发出，来告知发送端这个序列号之前的数据段都收到了。比如，确认号为X，则表示前X-1个数据段都收到了。只有当ACK=1时，确认号才有效，当ACK=0时，确认号无效，此时会要求重传数据，保证数据的完整性。
   SYN：同步序列号，这个标志位只有在TCP建立连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。
   • 四次断开：
   
   
   
4. 当主机A完成数据传输后，将控制位FIN置1，提出停止TCP连接的请求；
5. 主机B收到FIN后对其作出响应，确认这一方向上的TCP连接将关闭，将ACK置1；
6. 主机B再提出反方向的关闭请求，将FIN置1；
7. 主机A对主机B的请求进行确认，将ACK置1，双方向的关闭结束。

8. • TCP的缺点：
   慢、效率低、占用系统资源高、易被***：TCP在传递数据之前，要先建连接，需要消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接。同时，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等***。
   DoS：拒绝服务（Denial of Servic），造成DoS的***行为被称为DoS***，其目的是使计算机或网络无法提供正常的服务。最常见的DoS***有计算机网络带宽***和连通性***。
   DDOS：分布式拒绝服务(DDoS:Distributed Denial of Service)，DDoS***指借助于客户/服务器技术，将多个计算机联合起来作为***平台，对一个或多个目标发动DDoS***，从而成倍地提高拒绝服务***的威力。
   
   • UDP的优点：
   
   快、比TCP稍安全、没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP被***者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免***的，比如：UDP Flood***。
   UDP Flood***检测：短时间内向特定目标不断发送 UDP 报文，致使目标系统负担过重而不能处理合法的传输任务，就发生了 UDP Flood。启用 UDP Flood ***检测功能时，要求设置一个连接速率阈值，一旦发现保护主机响应的 UDP 连接速率超过该值，防火墙会输出发生 UDP Flood ***的告警日志，并且根据用户的配置可以阻止发往该主机的后续连接请求。
   
   
   
   
   
   

• UDP的缺点：
不可靠、不稳定。因为UDP没有那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。
• TCP应用场景：
当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。
• UDP应用场景：
当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快。 比如QQ语音、QQ视频、TFTP 。

简述TCP/IP及其主要协议？
TCP/IP协议是一个协议簇，其中包括很多协议的。
TCP/IP协议包括应用层、传输层、网络层、网络访问层（网络接口层、网际层）。
• 应用层：应用程序间沟通的层
• 超文本传输协议(HTTP)：万维网的基本协议；
• 文件传输(TFTP)：简单文件传输协议；
• 远程登录(Telnet)：提供远程访问其它主机功能，它允许用户登录internet主机，并在这台主机上执行命令；
• 网络管理(SNMP)：简单网络管理协议，该协议提供了监控网络设备的方法，以及配置管理、统计信息收集、性能管理及安全管理等；
• 域名系统(DNS)：域名解析服务，该系统用于在internet中将域名及转换成IP地址；
• 传输层：提供了节点间的数据传送服务，给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。
• 传输控制协议（TCP）
• 用户数据报协议（UDP）
• 网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一个数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收）。
• Internet协议(IP) ：根据网间报文IP地址，从一个网络通过路由器传到另一网络；
• ICMP：Internet控制信息协议(ICMP)；
• ARP：地址解析协议(ARP) ——"最不安全的协议"。
• RARP：反向地址解析协议(RARP)：
• 网络访问层：又称作主机到网络层(host-to-network)，IP地址与物理地址硬件的映射及IP封装成帧，基于不同硬件类型的网络接口，网络访问层定义了与物理介质的连接。
简述OSI模型及其主要协议？
OSI模型是一个开放式系统互联参考模型，该模型人为的定义了七层结构。由下至上及其主要作用为：

1. 物理层：OSI的物理层规定了通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性，该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。该层数据的单位称为比特(bit)。其主要有：EIA/TIA、RS-232、EIA/TIA、RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌环网。
2. 数据链路层：定义了在单个链路上如何传输数据，其主要作用包括：作用包括物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。该层数据的单位称为帧(frame)。其主要有：ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继。
3. 网络层：定义了端到端的包传输，定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习路由的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。主要负责寻找地址和路由选择，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。该层数据的单位称为数据包(packet)。主要有：IP、IPX、RIP、OSPF。
4. 传输层：主要功能：
   • 为端到端连接提供传输服务；
   • 这种传输服务分为可靠和不可靠的，其中TCP是典型的可靠传输，而UDP则是不可靠传输；
   • 为端到端连接提供流量控制，差错控制，重新排序，服务质量等管理服务。
   该层数据的单位称为数据段(segment)。主要有：TCP、UDP、SPX、DCCP、SCTP、RTP、RSVP、PPTP。
   
   
   
   
5. 会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话，即负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路）。主要有：RPC、SQL、NetBIOS。
6. 表示层：定义数据格式及加密。主要负责数据格式的转换，确保一个系统的应用层信息可被另一个系统应用层读取。主要有：加密、ASII、TIFF、JPEG、HTML、PICT。
7. 应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的，为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。主要有：Telnet、HTTP、FTP、WWW、NFS、SMTP。
   8. 简述IP协议、IP地址？
   IP协议(Internet Protocol)：又称互联网协议，是支持网间互连的数据报协议。它提供网间连接的完善功能，包括IP数据报规定互连网络范围内的IP地址格式。
   为了实现连接到互联网上的结点之间的通信，必须为每个结点（入网的计算机）分配一个地址，并且应当保证这个地址是全网唯一的，这便是IP地址。
   目前的IP地址（IPv4：IP第4版本）由32个二进制位表示，每8位二进制数为一个整数，中间由小数点间隔，整个IP地址空间有4组8位二进制数，由表示主机所在的网络的地址以及主机在该网络中的标识共同组成。 为了便于寻址和层次化的构造网络，IP地址被分为A、B、C、D、E五类，商业应用中只用到A、B、C三类。
   • A类地址：网络标识由第一组8位二进制数表示，网络中的主机标识占3组8位二进制数，网络标识的第一位二进制数取值必须为"0"。A类地址允许有126个网段，每个网络大约允许有1670万台主机，通常分配给拥有大量主机的网络（如主干网）。 1.0.0.1－127.255.255.254
   • B类地址：网络标识由前两组8位二进制数表示，网络中的主机标识占两组8位二进制数，网络标识的前两位二进制数取值必须为"10"。B类地址允许有16384个网段，每个网络允许有65533台主机，适用于结点比较多的网络（如区域网）。 128.1.0.1－191.255.255.254
   • C类地址：网络标识由前3组8位二进制数表示，网络中主机标识占1组8位二进制数，网络标识的前3位二进制数取值必须为"110"。具有C类地址的网络允许有254台主机，适用于结点比较少的网络（如校园网）。 192.0.1.1－223.255.255.254
   为了便于记忆，通常习惯采用4个十进制数来表示一个IP地址，十进制数之间采用句点"."予以分隔。这种IP地址的表示方法也被称为点分十进制法。
   简述静态路由和动态路由及其特点？
   静态路由：由系统管理员创建的路由，适用于网关数量有限的场合，且网络拓朴结构不经常变化的网络。其缺点是不能动态地适用网络状况的变化，当网络状况变化后需要网络管理员手动修改路由表。
   动态路由：由路由选择协议动态构建的路由，路由协议之间通过交换各自所拥有的路由信息实时更新路由表的内容。动态路由可以自动学习网络的拓朴结构，并更新路由表。其缺点是路由广播更新信息将占据大量的网络带宽。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

简述NAT的几种类型，及其原理？
常见的NAT主要有DNA和SNAT。

SNAT：指在数据包从网卡发送出去的时候，把数据包中的源地址部分替换为指定的IP。此时，接收方就认为数据包的来源是被替换的那个IP的主机。
DNAT：指数据包从网卡发送出去的时候，修改数据包中的目的IP。此时，若访问A，但因此DNAT的存在，所有访问A的数据包的目的IP全部修改为B，那么，实际上访问的是B。
简述包过滤防火墙和代理应用防火墙的区别？
包过滤防火墙：工作在网络层，根据包头中的源IP地址、目标IP地址、协议类型、端口号进行过滤；
代理应用防火墙：工作在应用层，使用代理服务器技术，将内网对外网的访问，变为防火墙对外网的访问，可以对包的内容进行分辨，从而过滤。

来源：oschina

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