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TCP/UDP、封装与解封装

2023-05-16

目录

传输类型

网络里面三层架构

TCP/IP模型

OSI模型

TCP/IP模型   掌握

TCP/IP模型当中重点

数据传递过程中的封装和解封装

封装

解封装

 TCP/UDP

ICMP

ICMP错误报告

ICMP重定向

典型应用

PING应用

PING常用的配置参数说明如下

TRACERT应用

TRACERT常用的配置参数如下：

传输类型

单工：始终只能完成一个方向的数据传输（传输只有一个方向）
半双工：同一时间只能完成一个方向的数据传输（同一时间只能一个方向进行传输）
全双工：同一时间可以完成两个方向的数据传输（同一时间可以进行双向传输）

注意：同一物理链路上相连的两台设备的双工模式必须保持一致

自协商模式下，配置双工模式
执行命令negotiation auto 
缺省情况下，以太网接口的双工模式是和对端接口协商得到的。

非自协商模式下，配置双工模式
执行命令undo negotiation auto 
执行命令duplex { full | half }，配置以太网接口的双工模式。
缺省情况下，以太网接口的双工模式为全双工。


网络里面三层架构

    核心层：主要用于高速流量的转发
    汇聚层（分布层）主要把我们接入流量汇聚起来给核心层
    接入层：接入终端设备

 

TCP/IP模型

OSI模型

TCP/IP模型   掌握

目前应用比较广泛的是TCP/IP模型

 

TCP/IP模型当中重点

应用层

应用层协议=传输层协议+端口号。

TCP协议+23端口=telnet协议（应用层）

常用的应用层协议：Telnet协议、dns协议等

传输层

 端口号（16bit）：代表一个主机的不同服务

                              范围0—65535（其中0-1023是知名端口；1024-65535可以任意使用）

源端口（Sport）一般源端口是随机产生的

目的端口（Dport）一般目的端口是知名端口

web服务：80端口
telnet服务：23端口
ssh服务：22端口
dns服务：53端口
FTP服务：21端口

网络层

简称为三层，三层逻辑地址，可以变化的比如：192.168.1.1

网络设备主要是靠IP地址进行访问

源IP地址（SIP）

目的IP地址（DIP）

一般情况下，在数据包的传递过程中SIP和DIP不会发生变化。

数据链路层

简称二层，二层里面有一个物理地址 比如：

MAC地址 48bit，指的就是每一个网络设备生产之后就会有唯一MAC地址。

源MAC地址（SMAC）

目的MAC地址（DMAC）

一般情况下 在数据包的传递过程中 SMAC和DMAC是不断变化的

MAC地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前24位代表该供应商代码，由IEEE管理和分配。剩下的24位序列号由厂商自己分配。

物理层

网线（光纤）通过比特流进行传输。

数据传递过程中的封装和解封装

封装

数据包在发送的时候 进行的一个动作 叫做封装

APP头部 数据
UDP头部 APP头部 数据
IP头部 UDP头部 APP头部 数据
以太网头部 IP头部 UDP头部 APP头部 数据
就会变成比特流传输传输给对端 

总结：逐渐加头部的过程 是从应用封装到物理层

解封装

当服务器接收数据流量的时候 我这边会进行解分装
首先会接收比特流
IP头部 UDP头部 APP头部 数据
UDP头部 APP头部 数据
APP头部 数据
数据

总结：逐渐去掉头部的过程 是从物理层解封装到应用层

 TCP/UDP

TCP协议
    传输控制协议 可靠协议
    三次握手
A发送SYN
B回复SYN+ACK
A回复ACK
    四次分手
A发送FIN
B回复ACK
B发送FIN
A回复ACK

UDP协议
    用户数据协议 不可靠协议

ICMP

ICMP（Internet Control Message Protocol）是网络层的一个重要协议

ICMP作用：是一个网络层协议 用于收集现网诊断信息 包括数据包的连通性或者网络故障点

CMP使用两种报文 一个Echo-request（请求报文） 另一个是Echo-reply报文（响应报文）

 

ICMP错误报告

ICMP定义了各种错误消息，用于诊断网络连接性问题；根据这些错误消息，源设备可以判断出数据传输失败的原因。比如，如果网络中发生了环路，导致报文在网络中循环，最终TTL超时，这种情况下网络设备会发送TTL超时消息给发送端设备。又比如如果目的不可达，则中间的网络设备会发送目的不可达消息给发送端设备。

小结：

注意：ICMP定义了多种消息类型，用于不同的场景
有些消息不需要Code字段来描述具体类型参数，仅用Type字段表示消息类型。
有些ICMP消息使用Type字段定义消息大类，用Code字段表示消息的具体类型。

ICMP重定向

主机A希望发送报文到服务器A，于是根据配置的默认网关地址向网关RTB发送报文。网关RTB收到报文后，检查报文信息，发现报文应该转发到与源主机在同一网段的另一个网关设备RTA，因为此转发路径是更优的路径。所以RTB会向主机发送一个Redirect消息，通知主机直接向另一个网关RTA发送该报文。主机收到Redirect消息后，向RTA发送报文，RTA会将报文转发给服务器A

发生重定向的条件:
第一：同接口进出
第二：满足第二条源和下一跳同网段
第三：路由器RTB发出的重定向报文

典型应用

PING应用

Ping是检测网络连通性的常用工具，同时也能够收集其他相关信息

PING常用的配置参数说明如下

-a（source-ip-address）参数

指定发送ICMP ECHO-REQUEST报文的源IP地址。如果不指定源IP地址，将采用出接口的IP地址作为ICMP ECHO-REQUEST报文发送的源地址。

现在全网已经互通了，我们在R1上面验证一下ping命令的参数

<R1>ping 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
round-trip min/avg/max = 20/30/40 ms

在R1上查看到达3.3.3.3路由的出接口为R1的G0/0/0接口

<R1>display ip routing-table 3.3.3.3
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Table : Public
Summary Count : 1
Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        3.3.3.3/32  Static  60   0          RD   12.1.1.2        GigabitEthernet
0/0/0

所以：默认情况下，R1访问目标地址的时候，所携带的源IP地址是12.1.1.1即自己的接口IP地址作为源IP地址访问目标IP地址
验证-a参数的用法：

<R1>ping -a 1.1.1.1 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=30 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/28/30 ms

<R1>

R1访问目标地址的时候，所携带的源IP地址是1.1.1.1即自己的loopback 0地址

-c（count）参数

指定发送ICMP ECHO-REQUEST报文次数。缺省情况下发送5个ICMP ECHO-REQUEST报文。

<R1>ping -c 1000 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=6 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=7 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=8 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=9 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=10 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=11 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=12 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=13 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=14 ttl=254 time=30 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    14 packet(s) transmitted
    14 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/28/40 ms

<R1>

-h（ttl-value）参数

指定TTL的值。缺省值是255。

<R1>ping -h 1 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    0 packet(s) received
    100.00% packet loss

<R1>ping -h 2 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=40 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 30/32/40 ms

-t（timeout）参数

指定发送完ICMP ECHO-REQUEST后，等待ICMP ECHO-REPLY的超时时间。

<R1>ping -t 31 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Request time out
    Request time out
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    3 packet(s) received
    40.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/26/30 ms

注意：ping命令的输出信息中包括目的地址、ICMP报文长度、序号、TTL值、以及往返时间。序号是包含在Echo回复消息（Type=0）中的可变参数字段，TTL和往返时间包含在消息的IP头中。

TRACERT应用

Tracert是检测网络丢包及时延的有效手段，同时可以帮助管理员发现网络中的路由环路。

<RTA>tracert 30.0.0.2
Tracert to 30.0.0.2(30.0.0.2), max hops:30, packet length:40, press CTRL_C to break 
 1 10.0.0.2 130 ms  50 ms  40 ms 
 2 20.0.0.2 80 ms  60 ms  80 ms
 3 30.0.0.2 80 ms  60 ms  70 ms

TRACERT常用的配置参数如下：

-a (source-ip-address)参数

指定tracert报文的源地址。

-f （first-ttl）参数

指定初始TTL。缺省值是1。

-m （max-ttl）参数

指定最大TTL。缺省值是30。

-name参数

使能显示每一跳的主机名。

-p （port）参数

指定目的主机的UDP端口号。

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