TCP-IP详解

慎重

这是一本工具书！！！！！！！！！！

这本书和我想象中的不太一样，他不偏向于技术，他更加注重细节，更像是一本工具书，先到这里了，不细看了，有需要再补充

• 21/4/2 新建 ARP协议、IP协议

• 21/4/4 补充 DNS协议

第二章 Internet 地址结构

当一台设备连接到全球性的 Internet时,为它们分配地址就必须经过协调,这样就不会重复使用网络中的其他地址。对于专用网络,使用的IP地址必须经过协调,以避免在专用网络中出现类似的重复。成组的IP地址被分配给用户和组织。这些地址的拥有者再将它们分配给设备,这通常根据某些“编号方案”进行。对于全球性的 Internet地址,一个分层结构管理实体帮助用户和服务提供商分配地址。个人用户通常由 Internet服务提供商(ISP)分配地址,通过支付费用来获得地址和执行路由。

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IPv6

在IPv6中,地址的长度是128位,是IPv4地址长度的4倍。一般来说,大多数用户对它不太熟悉。IPv6地址的传统表示方法是采用称为块或字段的四个十六进制数,这些被称为块或字段的数由冒号分隔。例如,一个包含8个块的IPv6地址可写为5m05:2000:80ad:5800:0058:0800:2023:1d71。虽然不像用户熟悉的十进制数,但将十六进制数转换为二进制更容易。另外,一些已取得共识的IPv6地址简化表示法已被标准化[RFC42911]: 1.一个块中前导的零不必书写。在前面的例子中,地址可写为5f05:200080ad:5800:58:800:2023:1d7l 2.全零的块可以省略,并用符号::代替。例如,IPv6地址0:0:0:0:0:0:0:1可简写为::1同样,地址2001:0db8:0:0:0:0:0:2可简写为2001:db8::2。为了避免出现歧义,一个IPv6地址中符号::只能使用一次。

在某些情况下，可以使用[]来包裹IPv6，比如url:

http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]:443/

IPv4地址分类

在最初，IPv4被分为这5类

20世纪90年代以后，Internet遇到了新的问题：

1.到1994年,一半以上的B类地址已被分配。预计,B类地址空间大约在1995年将被用尽。

2.32位的IPv4地址被认为不足以应付 Internet在21世纪初的预期规模。

3.全球性路由表的条目数(每个网络号对应一条),1995年大约为65000个条目,目前仍在增长中。随着越来越多A类、B类和C类路由条目的出现,路由性能将受到影响。

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CIDR

无类别域间路由，使用CIDR，任何位定义的地址范围都可以作为一个类的一部分，但是需要提供子网掩码（IP前缀长度）

无类别域间路由解决了问题1，IPv6解决了问题2，问题3没办法了。

聚合

Kleinrock和Kamoun提出使用分层路由，树形拓扑网络

如果我们按照地址对IP进行聚合，就能让路由表中的条目变少，下图左中的路由表有9个条目，右中的路由器只有三个条目且不随树的生长变化。

特殊用途的地址

第四章： 地址解析协议

arp协议能够把IP地址转换为物理地址。在linux上执行命令

1

arp

我们可以看到这里有5列，第一列Address即IP地址，HWtype是硬件类型，HWaddress是硬件地址，Flags是标志，包括C、M、P，C代表由arp协议动态学习，M为手动输入，P是发布（主机对ARP请求的应答），Iface是本地网络接口（网卡）

我们使用docker启动一个centos8容器，安装好需要的网络工具，然后执行命令

1

tcpdump -vve

然后对这个容器再启动一个bash执行

1

telnet fightinggg.top 80

注意到有着两行出现

1
2

12:29:47.647126 02:42:ac:11:00:03 (oui Unknown) > Broadcast, ethertype ARP (0x0806), length 42: Ethernet (len 6), IPv4 (len 4), Request who-has _gateway tell 8d32dcd79d6c, length 28
12:29:47.647154 02:42:6b:57:92:7d (oui Unknown) > 02:42:ac:11:00:03 (oui Unknown), ethertype ARP (0x0806), length 42: Ethernet (len 6), IPv4 (len 4), Reply _gateway is-at 02:42:6b:57:92:7d (oui Unknown), length 28

第一行的意思是mac为02:42:ac:11:00:03的主机发布了一个广播：谁知道_gateway的mac地址，请告诉8d32dcd79d6c(docker 容器的host)

第二行的意思是mac为02:42:6b:57:92:7d的主机向02:42:ac:11:00:03发送了单播：_gateway的mac地址为02:42:6b:57:92:7d

代理ARP

代理ARP[RFC1027使一个系统(通常是一台专门配置的路由器)可回答不同主机的ARP请求。它使ARP请求的发送者认为做出响应的系统就是目的主机,但实际上目的主机可能在其他地方(或不存在)。ARP代理并不常见,通常应尽量避免使用它。

免费ARP

当一台主机启动的时候，他会发送一个ARP请求，寻找自己的地址，通常他不期待得到回答。

这样做有两个好处：

1. 确定网络中不存在另一台主机和自己的IP地址相同
2. 如果主机已经改变了自己的MAC地址，这个ARP报文会让其他主机更新这台主机的MAC地址

第五章：Internet协议

IP报文

细节参考这里

DS字段细节

协议详见

IPv6头部

下一个头部具体的情况

第11章 名称解析和域名系统

DNS消息格式

名称 备注 位数 事务ID 客户端设置，服务器返回 16 QR 决定是响应还是回复 1 OpCode 0正常查询
4通知
5更细
1-3弃用 4 AA（authoritative anwer） 授权回答，与缓存回答相对 1 TC（truncated） 可截断，在UDP中标识是否截断 1 RD（recursion desired） 期望递归，参考递归DNS 如果回答是，则服务器会返回递归的DNS地址 1 RA（递归可用） 表明该服务器是否支持递归，根服务器不支持RA 1 Z 保留，一定是0 1 AD 是否授权 1 CD 是否禁用安全检查（随缘补充这部分） 1 RCODE 见? 4 QDCOUNT/ZOCOUNT 查询数/区域数? 16 ANCOUNT/PRCOUNT 回答数/先决条件数? 16 NSCOUNT/UPCOUNT 授权记录数/更新数? 16 ARCOUNT/ADCOUNT 额外信息数? 16

RCODE

QDCOUNT/ZOCOUNT

查询类16位， 1代表互联网类， 254代表没有类， 255代表所有类

查询类型16位， 一般为A（IPv6为AAAA）

回答，授权，额外信息