模塊一：互聯(lián)網(wǎng)與傳輸層協(xié)議

01 | 漫游互聯(lián)網(wǎng)：什么是蜂窩網(wǎng)絡(luò)

ISP本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商（Internet Service Provider）

交換技術(shù)的本質(zhì)，就是讓數(shù)據(jù)切換路徑。因?yàn)椋W(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是以分組或封包（Packet）的形式傳輸，因此這個(gè)技術(shù)也稱作封包交換技術(shù)（Packet Switch）。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線信號(hào)構(gòu)成了通信鏈路）核心（蜂窩塔即基站） 正六邊形結(jié)構(gòu)

家用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，家用電器藍(lán)牙控制器，因?yàn)楸阋说奈锫?lián)網(wǎng)設(shè)備不上wifi芯片上便宜的藍(lán)牙芯片。

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施往往不能一次性傳輸太大的數(shù)據(jù)量，因此通常會(huì)將數(shù)據(jù)分片傳輸。如果一個(gè)封包損壞，只需要重發(fā)損壞的封包，而不需要重發(fā)所有數(shù)據(jù)。

02 | 傳輸層協(xié)議TCP：TCP為什么握手是3次，揮手是4次？

TCP（Transport Control Protocol）傳輸層協(xié)議，host-to-host數(shù)據(jù)的可靠傳輸，支持全雙工，是連接導(dǎo)向的協(xié)議。

TCP要實(shí)現(xiàn)主機(jī)到主機(jī)的通信，需要知道主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址。但是tcp不負(fù)責(zé)地址到地址的傳輸，把ip地址交給網(wǎng)絡(luò)層處理。

數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)信號(hào)在兩個(gè)設(shè)備間傳輸，物理層提供最底層的傳輸能力（傳輸介質(zhì)）。

連接是網(wǎng)絡(luò)行為狀態(tài)的記錄（傳輸層概念），會(huì)話（Session）是應(yīng)用的行為（應(yīng)用層）。

3次握手是因?yàn)椋梢酝瑫r(shí)發(fā)syn+ack，四次揮手是因?yàn)榉侄伟l(fā)送ack跟fin。

03 | TCP的封包格式：TCP為什么要粘包和拆包？

穩(wěn)定性，效率（并行線路），收發(fā)數(shù)據(jù)存在緩沖區(qū)。

Sequence Number 和 Achnowledgment Number 是保證可靠性的兩個(gè)關(guān)鍵，發(fā)送接受了多少數(shù)據(jù)。針對(duì)對(duì)方。

Checksum 是校驗(yàn)和，用于校驗(yàn) TCP 段有沒(méi)有損壞。

Data Offset偏移量，表達(dá)數(shù)據(jù)從哪個(gè)字節(jié)開(kāi)始。

滑動(dòng)窗口最關(guān)鍵的功能，保證TCP穩(wěn)定性跟流量控制工具

04 | TCP的穩(wěn)定性：滑動(dòng)窗口和流速控制是怎么回事？

快速重傳（催促機(jī)制）：1，2，4到了3沒(méi)到，就會(huì)多次發(fā)送3的ack，接收方收到多段3的ack會(huì)重發(fā)3.

發(fā)送、接收窗口的大小可以用來(lái)控制TCP 協(xié)議的流速。

實(shí)際操作中窗口大小單位是字節(jié)數(shù)。

05 | UDP協(xié)議：TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)？

UDP（User Datagram Protocol），目標(biāo)是在傳輸層提供直接發(fā)送報(bào)文的（Datagram）能力。Datagram是傳輸?shù)淖钚挝弧?/strong>

源目端口，消息長(zhǎng)度，Checksum校驗(yàn)和。

相比TCP，UDP很簡(jiǎn)單。

HTTP3.0開(kāi)始使用UDP。

TCP與UDP區(qū)別：

TCP/UDP邊界開(kāi)始模糊，理論上任何一個(gè)TCP協(xié)議構(gòu)成的應(yīng)用協(xié)議都可以用UDP重構(gòu)。

TCP 的成功在于它給人們提供了很多現(xiàn)成、好用的能力。UDP 最核心的價(jià)值是靈活、輕量、傳輸速度快。

模塊二：網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

06 | IPv4 協(xié)議：路由和尋址的區(qū)別是什么？

IP協(xié)議會(huì)遇到的問(wèn)題：

封包損壞（數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中被損壞）；

丟包（數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中丟失）；

重發(fā)（數(shù)據(jù)被重發(fā)，比如中間設(shè)備通過(guò) 2 個(gè)路徑傳遞數(shù)據(jù)）；

亂序（到達(dá)目的地時(shí)數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)不一致）。

主要問(wèn)題：延遲，吞吐量 bps，丟包率

IP協(xié)議的工作原理

接收IP協(xié)議上方的host-to-host協(xié)議傳來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行拆分：分片！

IP協(xié)議，給數(shù)據(jù)封包增加一個(gè)協(xié)議頭。

Type Of Service 服務(wù)的類型 四種！

低延遲，高吞吐量，低丟包率，低成本

Identification（報(bào)文的 ID），發(fā)送方分配，代表順序。

尋址：找到頂層網(wǎng)絡(luò)——下層——再下級(jí)——定位設(shè)備

路由：目的在其他局域網(wǎng)中，通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接，通往下個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路徑，選擇其中一個(gè)網(wǎng)關(guān)。

07 | IPv6 協(xié)議：Tunnel 技術(shù)是什么？

跟IPV4一樣的原理。最核心的能力是確保數(shù)據(jù)可以從發(fā)送主機(jī)到達(dá)接收主機(jī)。

8個(gè)16位總共128位。16進(jìn)制表示，可以省略前64bit的0，只能出現(xiàn)一次：：./數(shù)字，只有數(shù)字位有數(shù)據(jù)其他都是0。

IPv6尋址

全局單播尋址：一對(duì)一 （定位網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備）

站點(diǎn)前綴，48bit，ISP或者RIR分配。

子網(wǎng)號(hào)：16bit，用于站點(diǎn)內(nèi)部分子網(wǎng)。

接口號(hào)：64bit，用于站點(diǎn)內(nèi)部分設(shè)備。

本地單播：類似ipv4的一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，要求地址必須以fe80開(kāi)頭，類似我們 IPv4 中127開(kāi)頭的地址

很多公司還是需要一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的。這種情況在 IPv6 的設(shè)計(jì)中屬于局域網(wǎng)絡(luò)。 后面 64 位的 0，然后接上 54 位的設(shè)備編號(hào)。

分組多播：廣播，將消息發(fā)送給多個(gè)接受者

IPv6 中設(shè)計(jì)了分組多播，來(lái)實(shí)現(xiàn)廣播的能力。當(dāng) IP 地址以 8 個(gè) 1 開(kāi)頭，也就是ff00開(kāi)頭，后面會(huì)跟上一個(gè)分組的編號(hào)時(shí)，就是在進(jìn)行分組多播。

任意播

本質(zhì)是將消息發(fā)送給多個(gè)接收方，并選擇一條最優(yōu)的路徑。

ipv6跟ipv4兼容情況

之間互相通信：dns查詢dns64，通過(guò)nat64路由器將ipv6地址轉(zhuǎn)換為ipv4。

兩個(gè)ipv6被ipv4隔離：隧道！Tunnel

解決了的問(wèn)題：地址耗盡，減少子網(wǎng)，更小的封包頭體積，提升了性能

08 | 局域網(wǎng)：NAT 是如何工作的？

局域網(wǎng)數(shù)據(jù)交換（mac地址）

設(shè)備間通信的本質(zhì)是設(shè)備擁有的網(wǎng)卡間進(jìn)行通信。ITEF要求每個(gè)設(shè)備擁有一個(gè)唯一的編號(hào)MAC地址。

網(wǎng)卡網(wǎng)卡間需要交換機(jī)跟網(wǎng)線。

MTU，最大傳輸單元。鏈路層網(wǎng)絡(luò)允許的最大傳輸數(shù)據(jù)組大小。因此IP協(xié)議要根據(jù)MTU拆分封包。

MSS，最大段大小。傳輸層概念

ARP(地址解析協(xié)議)

逐級(jí)緩存的設(shè)計(jì)減少arp請(qǐng)求。

本地—廣播查詢—交換機(jī)——廣播給其他接口

緩存的失效時(shí)間，更新策略，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送數(shù)據(jù)需要三個(gè)字段，源目mac跟數(shù)據(jù)。

家用路由器也具備交換機(jī)功能，但是當(dāng)arp表很大，還是需要專門的交換設(shè)備。

內(nèi)網(wǎng)，通過(guò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)，源目mac地址會(huì)變換。

連接外網(wǎng)（NAT技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)）

私有ip通過(guò)nat轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)ip發(fā)送給服務(wù)器。最核心的能力，就是能夠?qū)?nèi)網(wǎng)中某個(gè) IP 地址映射到外網(wǎng) IP，然后再把數(shù)據(jù)發(fā)送給外網(wǎng)的服務(wù)器。1.NAT需要作為一個(gè)中間層替換IP地址 2.NAT需要緩存內(nèi)網(wǎng)IP地址，出口IP+端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系

鏈路層發(fā)送數(shù)據(jù)靠的是mac地址

09 | TCP 實(shí)戰(zhàn)：如何進(jìn)行 TCP 抓包調(diào)試？（爺很會(huì)用！略過(guò)）