[网络协议]第五周

1、简述osi七层模型和TCP/IP五层模型

osi七层

• 物理层：建立、维护、断开物理连接
• 数据链路层：建立逻辑、进行硬件地址寻址，差错效验等功能
• 网络层：进行逻辑地址寻找，实现不同网络之间的路径选择
• 传输层：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错效验；传输层的作用是承上启下
• 会话层：建立、管理、中止会
• 表示层：数据的表示、安全、压缩
• 应用层：网络服务与最终用户的一个接口

TCP/IP五层

将 应用层，表示层，会话层合并了。

• 应用层：各种应用程序协议，如HTTP、FTP、SMTP、POP
• 传输层：四层交换机、也有工作在四层的路由器
• 网络层：路由器、三层交换机
• 数据链路层：网桥（现已很少使用）、以太网交换机（二层交换机）、网卡（其实网卡是一半工作在物理层、一半工作在数据链路层）
• 物理层：中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也工作在物理层

2、总结描述TCP三次握手四次挥手

三次握手

• 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=x）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。
• 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
• 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

四次挥手

• 1）客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
• 2）服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
• 3）客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
• 4）服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
• 5）客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2??MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
• 6）服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

3、描述TCP和UDP区别

UDP

UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。

它有以下几个特点：

1. 面向无连接

首先 UDP 是不需要和 TCP一样在发送数据前进行三次握手建立连接的，想发数据就可以开始发送了。并且也只是数据报文的搬运工，不会对数据报文进行任何拆分和拼接操作。

具体来说就是：

• 在发送端，应用层将数据传递给传输层的 UDP 协议，UDP 只会给数据增加一个 UDP 头标识下是 UDP 协议，然后就传递给网络层了
• 在接收端，网络层将数据传递给传输层，UDP 只去除 IP 报文头就传递给应用层，不会任何拼接操作

2. 有单播，多播，广播的功能

UDP 不止支持一对一的传输方式，同样支持一对多，多对多，多对一的方式，也就是说 UDP 提供了单播，多播，广播的功能。

3. UDP是面向报文的

发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP层。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。因此，应用程序必须选择合适大小的报文

4. 不可靠性

首先不可靠性体现在无连接上，通信都不需要建立连接，想发就发，这样的情况肯定不可靠。

并且收到什么数据就传递什么数据，并且也不会备份数据，发送数据也不会关心对方是否已经正确接收到数据了。

再者网络环境时好时坏，但是 UDP 因为没有拥塞控制，一直会以恒定的速度发送数据。即使网络条件不好，也不会对发送速率进行调整。这样实现的弊端就是在网络条件不好的情况下可能会导致丢包，但是优点也很明显，在某些实时性要求高的场景（比如电话会议）就需要使用 UDP 而不是 TCP。

tcp

TCP协议的特点

• 面向连接

  面向连接，是指发送数据之前必须在两端建立连接。建立连接的方法是“三次握手”，这样能建立可靠的连接。建立连接，是为数据的可靠传输打下了基础。

• 仅支持单播传输

每条TCP传输连接只能有两个端点，只能进行点对点的数据传输，不支持多播和广播传输方式。

• 面向字节流

TCP不像UDP一样那样一个个报文独立地传输，而是在不保留报文边界的情况下以字节流方式进行传输。

• 可靠传输

  对于可靠传输，判断丢包，误码靠的是TCP的段编号以及确认号。TCP为了保证报文传输的可靠，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。

• 提供拥塞控制

当网络出现拥塞的时候，TCP能够减小向网络注入数据的速率和数量，缓解拥塞

• TCP提供全双工通信

TCP允许通信双方的应用程序在任何时候都能发送数据，因为TCP连接的两端都设有缓存，用来临时存放双向通信的数据。当然，TCP可以立即发送一个数据段，也可以缓存一段时间以便一次发送更多的数据段（最大的数据段大小取决于MSS）

4、网卡绑定bond0的实现

[root@localhost ~]#nmcli connection add con-name mybond0 ifname bond0 type bond ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.91.100/24 mode active-backup 
连接“mybond0”(422ba65f-12cd-4edd-9d4d-367b6c205823) 已成功添加。
[root@localhost network-scripts]#ls
ifcfg-ens33    ifdown-isdn      ifup-bnep   ifup-routes
ifcfg-ens37   ifdown-post      ifup-eth    ifup-sit
ifcfg-lo       ifdown-ppp       ifup-ib     ifup-Team
ifcfg-mybond0  ifdown-routes    ifup-ippp   ifup-TeamPort
ifdown         ifdown-sit       ifup-ipv6   ifup-tunnel
ifdown-bnep    ifdown-Team      ifup-isdn   ifup-wireless
ifdown-eth     ifdown-TeamPort  ifup-plip   init.ipv6-global
ifdown-ib      ifdown-tunnel    ifup-plusb  network-functions
ifdown-ippp    ifup             ifup-post   network-functions-ipv6
ifdown-ipv6    ifup-aliases     ifup-ppp
[root@localhost network-scripts]#cat ifcfg-mybond0 
DEVICE=bond0
BONDING_OPTS=mode=active-backup
TYPE=Bond
BONDING_MASTER=yes
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.91.100
PREFIX=24
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=mybond0
UUID=422ba65f-12cd-4edd-9d4d-367b6c205823
ONBOOT=yes
[root@localhost network-scripts]#nmcli connection add type bond-slave ifname ens37 master bond0
连接“bond-slave-ens37”(386628bb-94b5-4c98-9023-f3fab154943d) 已成功添加。
[root@localhost network-scripts]#nmcli connection add type bond-slave ifname ens33 master bond0
连接“bond-slave-ens33”(c97d22d5-23c2-472f-891e-dff378b7f69f) 已成功添加。
[root@localhost network-scripts]#nmcli connection 
名称              UUID                                  类型            设备   
ens33             12156d92-6495-4c69-82e9-c0e22f532f76  802-3-ethernet  ens33  
mybond0           422ba65f-12cd-4edd-9d4d-367b6c205823  bond            bond0  
virbr0            335fcf86-189c-4513-9deb-da344ff280dd  bridge          virbr0 
有线连接 1        d62f0f08-f45b-3548-815d-30dbca7821f6  802-3-ethernet  ens37  
bond-slave-ens33  c97d22d5-23c2-472f-891e-dff378b7f69f  802-3-ethernet  --     
bond-slave-ens37  386628bb-94b5-4c98-9023-f3fab154943d  802-3-ethernet  --     
[root@localhost network-scripts]#nmcli connection up bond-slave-ens33
连接已成功激活（D-Bus 活动路径：/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/24）
[root@localhost network-scripts]#nmcli connection up bond-slave-ens37
连接已成功激活（D-Bus 活动路径：/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/25）
[root@localhost network-scripts]#cat /proc/net/bonding/bond0 
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)

Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)
Primary Slave: None
Currently Active Slave: ens33
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0

Slave Interface: ens33
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:fe:e5:bf
Slave queue ID: 0

Slave Interface: ens37
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:fe:e5:c9
Slave queue ID: 0