华为数通HCIA学习笔记——ICMP、ARP和传输层协议

本文详细介绍了网络层的ICMP协议,包括其作用、应用场景如ping和tracert。接着讨论了ARP协议,解释了其功能、报文格式和工作流程,以及免费ARP和ARP代理的概念。在传输层,重点讲解了TCP协议,阐述了TCP的特性、三次握手、四次挥手过程以及TCP头部字段的含义。同时提到了知名和非知名端口号及其对应的应用服务。

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ICMP(网络层的控制管理协议)

ICMP = Internet(网络层)control(控制)Message(管理)Protocol(协议)
在这里插入图片描述
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ICMP作用:传递差错、控制、查询信息
传递差错:通过返回不同的代码,代表不同的差错
控制:ICMP重定向(默认关闭,防止出现一些安全的问题)
查询信息
ping:可以用于检测网络连通性,测试网络质量
tracert:用于访问目的地所经过的路径(导航)

ARP协议(网络地址解析协议)

Address(地址)Resolution(解析)Protocol(协议)
作用:已知IP地址,解析出对应的MAC地址
ARP表:记录IP地址和MAC地址的关系
ARP表的生成方式:
静态:网络管理员手工配置,永不老化
动态:自动学习,老化时间是1200s。
查看ARP表命令:arp -a (a就是all)
在这里插入图片描述

ARP报文格式

Hardware Type:物理地址类型;一般都是以太网的形式
Protocol Type:协议类型:用于说明协议类型是IPV4还是IPV6
Hardware Length:物理地址长度(mac地址长度),48bit
Protocol Length:如果协议是IPV4,则长度是32bit;如果协议是IPV6,则长度为128bit。
Operation Cpde:指明ARP报文类型,request(请求报文) respond(回复报文)
S.MAC:源物理地址
D.MAC:目的物理地址
S.IP:源IP地址
D.IP:目的IP地址

ARP工作流程

1、PC1发现自己没有PC3的MAC地址,就发送出一个ARP请求报文(广播)
2、PC2、PC3收到ARP请求报文之后,将报文中PC1的IP和MAC对应关系记录下来。
3、PC3发现ARP请求报文的是本设备的MAC地址,则发送ARP回复报文(单播)给PC1
4、PC1收到ARP回复报文,将报文中PC3的IP地址和MAC地址的对应关系记录下来。
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应用

免费ARP

作用:用于检测IP地址是否冲突。
工作流程:将ARP请求报文中的源目IP地址都设置成一致的,如果有回复,则IP地址冲突,如果无回复,则IP地址是唯一。

ARP代理

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1、网段的区分:主机会使用本地掩码区计算目的IP所对应的网段,如果跟本机的网络地址相同的话,就代表是相同网段;反之,则代表不同网段。
如果是同网段:主机是直接去寻找目标
如果是不同网段:主机是找网关。(跨网段)

2、特殊场景:
同一个网段,不同物理网络上的计算机之间,可以通过ARP代理实现相互通信。
ARP代理:路由器以ARP请求的接口的Mac地址回复ARP接收者。(相当于欺骗性)

传输层协议

传输层端口号
知名端口号:范围:0-1023

协议端口号
FTP21、20
HTTP80
HTTPS443
Telnet23
SMTP(用于邮件传输)25

非知名端口号:范围:1023以上

TCP

特点:面向连接,可靠的协议
工作过程
1、TCP工作之前(TCP建立连接):三次握手
2、TCP工作中(TCP传输数据):依靠重传机制保证传输的可靠性
3、TCP工作结束(TCP断开连接):四次挥手
场景:通常用于传输文本、图片、邮件

TCP头部

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Source Port:源端口号
Destination Port:目的端口号
Sequence Number:序列号,表明报文发送的顺序。
ACK Number:确认序列号,期望对端口下一次发送的报文(seq+1),用于确认上一个报文已经收到。
ACK:用来确认序列号有效位,如果置为0,则代表这个确认序列号无效;如果置为1,则代表这个确认序列号有效。
RST:重置位,重置TCP连接
SYN:初始位,用于表明是第一个发送出来的TCP建立的一个报文;如果是1,则代表第一位,如果是0的话,则代表不是。
FIN:结束位,用于断开TCP连接。
window:窗口位。用于调整一次性发送的报文的大小。
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