网络基础笔记

DHCP是什么？

DHCP（动态主机配置协议） 是网络中用于自动分配和管理IP地址的核心协议。以下是其关键要点：

1. 核心功能

  • 自动分配IP地址：设备接入网络时，DHCP自动为其分配IP地址，无需手动设置。
  • 配置其他参数：同时分配子网掩码、默认网关、DNS服务器等关键网络信息。

2. 工作流程（4步）

  1. 发现（Discover）：设备广播“DHCP发现”消息，寻找可用DHCP服务器。
  2. 提供（Offer）：服务器响应，提供一个未使用的IP地址。
  3. 请求（Request）：设备确认接受该IP地址。
  4. 确认（Acknowledge）：服务器最终确认分配，完成配置。

3. 主要优点

  • 减少配置错误：自动化避免手动输入错误。
  • 高效管理IP：通过“租约”机制回收闲置IP，防止地址耗尽。
  • 支持大规模网络：企业、校园等场景可集中管理数千设备。
  • 灵活性：支持动态分配（临时IP）和静态分配（固定IP，如打印机）。

4. 租约机制

  • IP地址分配有有效期（如24小时），到期后设备需续租或释放IP。
  • 确保IP资源不被长期占用，提升利用率。

5. 典型应用场景

  • 家庭网络：路由器内置DHCP，为手机、电脑自动分配IP。
  • 企业网络：通过专用DHCP服务器管理大量设备。
  • 公共场所：咖啡厅、机场WiFi动态分配临时IP。

为什么电脑ip地址多为192.168开头？

私有ip地址规范

1. 私有IP地址的规范

  • IPv4地址资源有限，为避免公共互联网上的IP耗尽，国际组织（IANA）保留了 三个私有地址段 供内部网络使用：
    • 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255（A类，支持超大型网络）
    • 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255（B类，支持中型网络）
    • 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255（C类，支持小型网络）
  • 192.168.x.x 是C类地址，默认子网掩码为 255.255.255.0，每个子网最多支持 254个设备，非常适合家庭和小型办公场景。

2. 简单且易管理

  • 192.168.x.x 的子网划分简单，无需复杂配置。例如，家庭路由器默认分配的地址通常是 192.168.0.1 或 192.168.1.1（网关），其他设备依次分配为 192.168.1.2、192.168.1.3 等。
  • 相比之下，10.x.x.x 或 172.16.x.x 的子网更大，需要更复杂的规划，适合企业而非普通用户。

3. 路由器的默认设置

  • 大多数家用路由器（如TP-Link、华为、小米等）出厂时默认使用 192.168.1.1 或 192.168.0.1 作为管理地址，导致用户习惯沿用这一地址段。
  • 厂商选择这一范围是因为它足够小，避免地址浪费，同时降低用户配置门槛。

4. 避免与公共IP冲突

  • 私有地址（如192.168.x.x）不会在公网出现，因此多个局域网可以同时使用相同的私有IP，通过NAT（网络地址转换）访问互联网。
  • 如果使用公网IP作为内网地址，可能导致路由混乱或无法访问特定资源。

5. 历史惯例与普及性

  • 早期网络教程、设备文档普遍以 192.168.x.x 为例，用户和工程师形成了使用习惯。
  • 当多数人默认使用这一范围时，新设备也会遵循“惯例”以兼容现有网络。

为什么不用其他私有地址？

  • 10.x.x.x：适合大型企业（如跨国公司），但普通用户无需复杂子网划分。
  • 172.16.x.x：介于A类和C类之间，适用场景较少，配置复杂度较高。
  • 192.168.x.x 在简单性、设备兼容性和普及度上综合最优。

总结

192.168.x.x 成为主流，是私有地址规范、路由器厂商默认设置、用户习惯共同作用的结果。它平衡了易用性和功能性，完美适配小型网络的需求。如果需要更多设备或复杂网络，则可能选择其他私有地址段。

什么是“子网掩码”和“默认网关”？

1. 子网掩码：网络的“邮政编码”

  • 通俗比喻：
    假设你家住在“阳光小区5栋301室”，子网掩码就像小区的划分规则。例如，规则是“前3位表示小区和楼栋（阳光小区5栋），最后1位是门牌号（301）”。这样，同一栋楼的邻居（同一子网）可以直接串门，而不同楼栋的人需要找物业帮忙联系。

  • 专业解释：

    • 子网掩码（Subnet Mask）是一个32位的二进制数，用于划分IP地址的网络部分和主机部分。

    • 例如：IP地址 192.168.1.10，子网掩码 255.255.255.0（二进制 11111111.11111111.11111111.00000000）。

    • 通过按位与运算，可以提取网络地址： （1与1得1，其他得0）

      示例：简单C类网络
      IP地址: 192.168.1.100
      子网掩码: 255.255.255.0

      1. 转换为二进制
        IP地址：11000000.10101000.00000001.01100100
子网掩码：11111111.11111111.11111111.00000000
      2. 按位与运算
        IP地址:  11000000.10101000.00000001.01100100  
子网掩码: 11111111.11111111.11111111.00000000  
结果:    11000000.10101000.00000001.00000000
        1. 转回十进制
        192.168.1.0 → 网络地址

    • 作用：判断两个设备是否在同一个子网。如果是，直接通信；如果不是，需通过默认网关。

  • 示例：

    • 设备A：192.168.1.10/24（子网掩码 255.255.255.0）。
    • 设备B：192.168.1.20/24 → 同一子网（网络地址均为 192.168.1.0）。
    • 设备C：192.168.2.30/24 → 不同子网（网络地址为 192.168.2.0）。

2. 默认网关：网络的“邮局”

  • 通俗比喻：
    默认网关就像小区的邮局。如果你要寄信给外市的朋友，信件会先送到邮局，再由邮局转发到外部网络。邮局的地址（比如“阳光小区1号信箱”）就是默认网关。

  • 专业解释：

    • 默认网关（Default Gateway）是本地网络的出口IP地址，通常是路由器的接口IP。
    • 当设备需要访问外部网络（如互联网或其他子网）时，数据包会发送到默认网关，由网关负责路由转发。
    • 作用：实现跨子网或跨网络通信，依赖路由表（Routing Table）决定下一跳地址。

  • 示例：

    • 家庭网络中，路由器的LAN口IP是 192.168.1.1，所有设备的默认网关设置为该地址。
    • 当你的手机（192.168.1.5）访问百度时，数据包先发送到 192.168.1.1，再由路由器转发到互联网。

专业知识点补充

  1. CIDR表示法：

    • 子网掩码可以用简写的“斜杠记法”，如 255.255.255.0 = /24，表示前24位是网络地址。

  2. 广播域与子网划分：

    • 子网掩码通过缩小广播域（Broadcast Domain）提升网络效率。例如，/24 子网最多容纳254台主机（主机位全0和全1保留）。

  3. 三层网络模型：

    • 默认网关工作在网络层（OSI第三层），根据IP地址路由数据包，而交换机基于MAC地址（数据链路层）转发。

  4. 路由表：

    • 路由器通过路由表决定数据包路径。例如：
      目标网络：0.0.0.0/0（默认路由） → 下一跳：运营商网关
目标网络：192.168.1.0/24 → 直接连接（无需网关）

总结

  • 子网掩码：决定设备是否在同一个“小区”（子网），像邮政编码划分区域。
  • 默认网关：充当“邮局”，处理发往外部网络的数据包。
  • 核心目的：子网掩码优化本地通信，默认网关实现跨网络通信。

什么是ARP协议？

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议） 是计算机网络中用于将IP地址解析为MAC地址的协议。它是局域网（LAN）通信的基础协议之一，工作在数据链路层（OSI模型的第二层）。

ARP的作用

在局域网中，设备之间的通信依赖于MAC地址（物理地址），但用户通常使用IP地址（逻辑地址）进行通信。ARP的作用就是通过已知的IP地址查询对应的MAC地址，从而实现数据包的正确传输。

ARP的工作原理

  1. ARP请求（广播）

    • 当设备A需要与设备B通信（已知设备B的IP地址但未知其MAC地址）时，设备A会向局域网内广播一个ARP请求包，内容为：“谁的IP地址是X.X.X.X？请告诉我你的MAC地址。”

  2. ARP响应（单播）

    • 局域网内所有设备都会收到此广播，但只有IP地址匹配的设备B会向设备A发送一个ARP响应包，包含自己的MAC地址。

  3. 缓存表更新

    • 设备A收到响应后，会将IP地址与MAC地址的映射关系存储在本地的ARP缓存表中，后续通信直接使用缓存信息，无需重复查询。

ARP缓存表

  • 功能：临时存储IP地址与MAC地址的映射关系，减少重复查询的开销。
  • 缓存时间：每条记录通常有生存时间（TTL），超时后自动删除并重新查询。
  • 查看方式：
    在命令行中可通过 arp -a（Windows）或 arp -n（Linux/macOS）查看本地ARP缓存。

ARP的典型应用场景

  1. 局域网通信：设备间通过IP地址通信前需获取对方MAC地址。
  2. 获取网关MAC地址：设备需通过ARP获取路由器的MAC地址以访问外部网络。
  3. 网络诊断：通过检查ARP表排查IP冲突或网络连接问题。

ARP欺骗（ARP Spoofing）

  • 原理：攻击者伪造虚假的ARP响应包，欺骗其他设备将流量发送到攻击者的MAC地址，从而实现中间人攻击（MitM）。
  • 防御措施：
    • 静态ARP绑定（手动设置IP-MAC映射）。
    • 使用网络安全工具（如ARP防火墙、IDS/IPS）。
    • 启用交换机端口安全功能（如动态ARP检测）。

ARP与其他协议的关系

  • RARP（反向ARP）：根据MAC地址查询IP地址（现已被DHCP取代）。
  • DHCP：动态分配IP地址，通常与ARP结合使用以避免地址冲突。

总结

ARP是局域网通信的关键协议，通过动态解析IP与MAC地址的对应关系，确保数据包能正确送达目标设备。但其广播机制也存在安全隐患，需结合安全措施防范ARP欺骗攻击。

ARP请求与响应流程

以下是完整的 ARP请求与响应流程，以及对应的 报文细节。整个过程分为请求阶段和响应阶段，通过广播与单播完成地址解析。

一、ARP请求与响应完整流程

场景假设：

  • 主机A：IP地址 192.168.1.10，MAC地址 AA:AA:AA:AA:AA:AA
  • 主机B：IP地址 192.168.1.20，MAC地址 BB:BB:BB:BB:BB:BB
  • 目标：主机A需要与主机B通信，但主机A的ARP表中没有主机B的MAC地址。

流程步骤：

  1. ARP请求（广播）

    • 触发条件：主机A尝试发送数据到 192.168.1.20，但ARP表中无对应MAC地址。
    • 发送方：主机A构造并广播一个ARP请求报文，询问：“谁是 192.168.1.20？请告诉 192.168.1.10（我的MAC是 AA:AA:AA:AA:AA:AA）”。
    • 广播方式：以太网帧的目标MAC地址为 FF:FF:FF:FF:FF:FF（全网广播）。

  2. ARP响应（单播）

    • 接收与处理：
      • 所有本地网络的主机收到广播的ARP请求。
      • 主机B发现请求中的目标IP地址（192.168.1.20）与自身IP匹配，准备响应。
      • 其他主机（如主机C、D）丢弃该请求。
    • 响应构造：主机B单播返回ARP响应报文：“我是 192.168.1.20，我的MAC地址是 BB:BB:BB:BB:BB:BB”。

  3. 更新ARP表

    • 主机A收到响应后，将主机B的IP-MAC映射存入本地ARP表。
    • 后续通信直接使用缓存的MAC地址。

二、报文结构对比（请求 vs 响应）

ARP请求与响应共享相同的报文格式，仅关键字段（如操作码、目标地址）不同：

1. ARP请求报文

字段 值 说明
硬件类型 0x0001 以太网
协议类型 0x0800 IPv4
硬件地址长度 6 MAC地址长度（6字节）
协议地址长度 4 IPv4地址长度（4字节）
操作码 0x0001 ARP请求
发送方MAC地址 AA:AA:AA:AA:AA:AA 主机A的MAC地址
发送方IP地址 192.168.1.10 主机A的IP地址
目标MAC地址 00:00:00:00:00:00 全0（未知，等待填充）
目标IP地址 192.168.1.20 主机B的IP地址

封装在以太网帧中：

  • 目标MAC：FF:FF:FF:FF:FF:FF（广播地址）
  • 源MAC：AA:AA:AA:AA:AA:AA
  • 帧类型：0x0806（表示ARP协议）

2. ARP响应报文

字段 值 说明
硬件类型 0x0001 以太网
协议类型 0x0800 IPv4
硬件地址长度 6 MAC地址长度（6字节）
协议地址长度 4 IPv4地址长度（4字节）
操作码 0x0002 ARP响应
发送方MAC地址 BB:BB:BB:BB:BB:BB 主机B的MAC地址
发送方IP地址 192.168.1.20 主机B的IP地址
目标MAC地址 AA:AA:AA:AA:AA:AA 主机A的MAC地址（已知）
目标IP地址 192.168.1.10 主机A的IP地址

封装在以太网帧中：

  • 目标MAC：AA:AA:AA:AA:AA:AA（主机A的单播地址）
  • 源MAC：BB:BB:BB:BB:BB:BB
  • 帧类型：0x0806（ARP协议）

三、关键流程与报文对比

对比项 ARP请求 ARP响应
操作码 0x0001（请求） 0x0002（响应）
目标MAC地址 全0（00:00:00:00:00:00） 明确指定请求方的MAC地址（如主机A的MAC）
发送方式 广播（目标MAC为 FF:FF:FF:FF:FF:FF） 单播（直接发送给请求方）
目的 询问目标IP对应的MAC地址 告知请求方自身MAC地址

四、实际抓包示例（Wireshark格式）

ARP请求报文：

Frame 1: 42 bytes on wire (336 bits)
    Ethernet II, Src: aa:aa:aa:aa:aa:aa, Dst: ff:ff:ff:ff:ff:ff
        Destination: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff)
        Source: aa:aa:aa:aa:aa:aa
        Type: ARP (0x0806)
    Address Resolution Protocol (request)
        Hardware type: Ethernet (1)
        Protocol type: IPv4 (0x0800)
        Hardware size: 6
        Protocol size: 4
        Opcode: request (1)
        Sender MAC address: aa:aa:aa:aa:aa:aa
        Sender IP address: 192.168.1.10
        Target MAC address: 00:00:00:00:00:00
        Target IP address: 192.168.1.20

ARP响应报文：

Frame 2: 42 bytes on wire (336 bits)
    Ethernet II, Src: bb:bb:bb:bb:bb:bb, Dst: aa:aa:aa:aa:aa:aa
        Destination: aa:aa:aa:aa:aa:aa
        Source: bb:bb:bb:bb:bb:bb
        Type: ARP (0x0806)
    Address Resolution Protocol (reply)
        Hardware type: Ethernet (1)
        Protocol type: IPv4 (0x0800)
        Hardware size: 6
        Protocol size: 4
        Opcode: reply (2)
        Sender MAC address: bb:bb:bb:bb:bb:bb
        Sender IP address: 192.168.1.20
        Target MAC address: aa:aa:aa:aa:aa:aa
        Target IP address: 192.168.1.10

什么是TCP协议？

一、TCP 是什么？

  • 定义：TCP（Transmission Control Protocol）是一种传输层协议，负责在网络中可靠地传输数据。
  • 类比：就像快递公司，确保包裹（数据）完整、按顺序送到目的地，如果包裹丢失会重新发货。
  • 关键特点：可靠、面向连接、基于字节流。

二、核心机制详解

1. 面向连接：三次握手

为什么需要三次握手？
确保双方（客户端和服务器）都有能力发送和接收数据，防止建立无效连接。

专有名词解释：

  • SYN（Synchronize）：同步信号，表示请求建立连接。
  • ACK（Acknowledge）：确认信号，表示已收到数据。
  • Seq（序列号）：数据字节的编号，用于标识数据顺序。
  • Ack（确认号）：期望收到的下一个字节编号。

实例：访问网站

  1. 客户端 → 服务器：发送 SYN=1, Seq=100（“我要和你连接，我的数据从100开始编号”）。
  2. 服务器 → 客户端：回复 SYN=1, ACK=1, Seq=300, Ack=101（“我同意连接，我的数据从300开始，你的101号数据我等着”）。
  3. 客户端 → 服务器：发送 ACK=1, Seq=101, Ack=301（“确认收到，我的下一个数据是101，你的301号数据我等着”）。
    此时连接建立，双方可以开始传输数据。

为什么是三次握手而不是两次？

核心原因

三次握手的本质是确保双方都能确认彼此的通信能力，尤其是防止历史重复连接请求（旧 SYN 包）导致服务器资源浪费。若使用两次握手，可能出现以下问题：

  1. 客户端无法确认服务器的响应
    • 服务器单方面认为连接已建立，但客户端可能未收到确认，导致数据丢失。
  2. 历史 SYN 包干扰
    • 网络延迟可能导致旧的 SYN 包到达服务器，若只有两次握手，服务器会误认为这是新请求，建立无效连接。

实例对比：两次握手 vs 三次握手

场景设定
  • 客户端：尝试访问网站服务器。
  • 服务器：等待客户端连接。
  • 问题：网络中存在一个延迟的旧 SYN 包（例如客户端之前发送的请求因网络拥堵未及时到达）。
1. 假设使用两次握手（错误示例）

步骤：

  1. 客户端 → 服务器：发送 SYN=1, Seq=100（正常请求）。
  2. 服务器 → 客户端：回复 SYN=1, ACK=1, Seq=300, Ack=101（确认请求）。
    • 服务器认为连接已建立，开始等待数据。

问题：

  • 如果客户端的ACK 包丢失（例如网络故障），客户端认为连接未建立，不会发送数据。
  • 服务器却一直等待，导致资源浪费。

更严重的问题：

  • 假设客户端之前发送的旧 SYN 包（Seq=90）因网络延迟，现在到达服务器：
    1. 旧 SYN 包到达服务器：SYN=1, Seq=90。
    2. 服务器 → 客户端：回复 SYN=1, ACK=1, Seq=400, Ack=91。
    3. 客户端收到后：发现 Ack=91 与当前序列号不匹配（客户端已使用 Seq=100），直接忽略。
    4. 服务器误认为连接已建立，持续等待数据，但客户端早已放弃，导致服务器资源被占用。
2. 实际使用三次握手（正确示例）

步骤：

  1. 客户端 → 服务器：发送 SYN=1, Seq=100。
  2. 服务器 → 客户端：回复 SYN=1, ACK=1, Seq=300, Ack=101。
  3. 客户端 → 服务器：发送 ACK=1, Seq=101, Ack=301。

关键点：

  • 客户端必须发送第三次 ACK，服务器收到后才认为连接建立。
  • 服务器会丢弃无效的旧 SYN 包：
    • 若旧 SYN 包（Seq=90）到达服务器，服务器回复 SYN=1, ACK=1, Seq=400, Ack=91。
    • 客户端收到后，发现 Ack=91 与当前序列号（Seq=100）不符，不会发送第三次 ACK。
    • 服务器未收到第三次 ACK，自动关闭连接，避免资源浪费。

理解技巧：
想象打电话时的对话：

  1. A 打给 B：“你能听到我吗？”（SYN）。
  2. B 回答：“我能听到，你能听到我吗？”（SYN-ACK）。
  3. A 再确认：“我能听到！”（ACK）。
    如果只有两次握手，B 无法确定 A 是否真的听到了自己的回应。

2. 可靠传输：确认与重传

为什么需要可靠传输？

一、为什么需要可靠传输？

网络传输中可能发生丢包、乱序、重复等问题。TCP 通过以下机制确保数据可靠到达：

  1. 序列号（Seq）：标记每个字节的顺序，防止乱序。
  2. 确认号（Ack）：接收方告知发送方“已正确收到哪些数据”。
  3. 超时重传：未收到确认时，重新发送数据。
  4. 累计确认：通过 Ack 号隐含确认之前所有数据已接收。
二、TCP 报文结构（关键字段）

img
每个 TCP 数据包的头部包含以下关键字段，直接影响可靠传输：

字段 长度（比特） 作用
源端口 16 发送方的应用程序端口（如浏览器端口）
目的端口 16 接收方的应用程序端口（如 Web 服务器的 80 端口）
序列号（Seq） 32 当前数据段的第一个字节的编号（如 Seq=101 表示数据从第 101 字节开始）
确认号（Ack） 32 接收方期望收到的下一个字节的编号（如 Ack=106 表示已收到 1-105 字节）
数据偏移 4 头部长度（通常 20 字节）
标志位 6 ACK=1（确认有效）、SYN、FIN 等
窗口大小 16 接收方剩余缓冲区大小（流量控制）
校验和 16 校验数据完整性
三、实例分析：发送消息 "Hello"

假设发送方需要传输字符串 "Hello"（共 5 个字节），初始序列号 Seq=101，接收方初始 Ack 号为 101。

步骤 1：发送数据包

  • 发送方构造报文：

    Seq=101, Data="H"（对应字节 101）
Seq=102, Data="e"（字节 102）
Seq=103, Data="l"（字节 103）
Seq=104, Data="l"（字节 104）
Seq=105, Data="o"（字节 105）

    注：实际中 TCP 会将多个字节封装在一个数据包中发送，此处拆分为单字节仅为简化说明。

  • 发送方行为：
    依次发送这 5 个数据包（假设每个包包含 1 字节数据）。

步骤 2：接收方确认数据

  • 接收方收到所有数据包后：
    检查序列号是否连续（101-105），确认无丢失和乱序。

  • 接收方回复确认报文：

    Ack=106, Win=5000（窗口大小）

    关键解释：
    Ack=106 表示“已正确接收 101-105 字节，期待下一个字节是 106”。
    通过累计确认，隐含确认了 101-105 的所有数据。

步骤 3：发送方处理确认

  • 正常情况：
    发送方收到 Ack=106，知道数据已成功接收，继续发送后续数据（如 Seq=106 的新数据）。

  • 丢包情况：
    假设 Seq=103（第三个 "l"）的包丢失，接收方仅收到 101、102、104、105。

四、解决丢包问题：超时重传

场景：Seq=103 的包丢失，其他包正常到达。

  1. 接收方行为：

    • 收到 Seq=101、102、104、105，发现 103 缺失。
    • 触发重复确认：每收到一个乱序包（如 104），立即回复 Ack=103（表示仍期待 103）。
    • 例如：收到 Seq=104 时，回复 Ack=103；收到 Seq=105 时，仍回复 Ack=103。

  2. 发送方行为：

    • 若收到 3 次重复 Ack=103，触发快速重传（不等待超时，直接重传 Seq=103）。
    • 若未触发快速重传，则在超时时间（如 2 秒）后重传 Seq=103。

  3. 重传后：

    • 接收方收到 Seq=103，检查连续性后回复 Ack=106，传输恢复。
五、解决乱序问题：序列号与缓存

场景：数据包到达顺序为 101 → 103 → 102 → 104 → 105。

  1. 接收方行为：

    • 收到 Seq=101：缓存数据，回复 Ack=102（期待下一个字节）。
    • 收到 Seq=103：发现不是期待的 102，缓存此包，仍回复 Ack=102。
    • 收到 Seq=102：此时已缓存 102-103，回复 Ack=104。
    • 后续收到 104-105 后，回复 Ack=106。

  2. 关键机制：

    • 序列号排序：接收方根据 Seq 号将数据排序后交给应用层。
    • 缓存乱序包：临时存储乱序到达的包，直到缺失的包补齐。
六、报文交互流程图
发送方                            接收方
  | --- Seq=101, Data="H" ---->     |  
  | --- Seq=102, Data="e" ---->     |  
  | --- Seq=103, Data="l" --X（丢失） |  
  | --- Seq=104, Data="l" ---->     | → 回复 Ack=103（重复确认）  
  | --- Seq=105, Data="o" ---->     | → 回复 Ack=103（重复确认）  
  | ←--- Ack=103（重复3次） ------- |  
  | --- Seq=103, Data="l"（重传）--> | → 回复 Ack=106
七、总结
  • 可靠传输核心：
    1. 序列号与确认号：标识数据顺序，解决乱序问题。
    2. 超时重传与快速重传：解决丢包问题。
    3. 累计确认：减少确认报文数量，提升效率。
  • 实际应用：
    • 文件传输中，若某个分片丢失，TCP 自动重传，用户无需手动干预。
    • 视频流中，若网络波动导致丢包，短暂卡顿后数据恢复。

3. 流量控制：滑动窗口

为什么需要流量控制？
防止发送方发送过快，导致接收方缓冲区溢出。

专有名词解释：

  • 接收窗口（Window Size）：接收方告诉发送方“我还能收多少字节”。
  • 滑动窗口：发送方根据窗口大小动态调整发送速率。

实例：下载文件

  • 接收方初始窗口为 Win=5000（可接收5000字节）。
  • 发送方发送5000字节后，接收方处理了2000字节，回复 Win=3000（剩余空间3000字节）。
  • 发送方下次只发送3000字节，避免超过接收方处理能力。

4. 连接终止：四次挥手

为什么需要四次挥手？
确保双方都完成数据发送，才能安全关闭连接。

专有名词解释：

  • FIN（Finish）：终止连接请求。
  • TIME_WAIT：等待2倍最大报文生存时间（MSL），防止旧数据干扰新连接。

实例：关闭网页

  1. 客户端 → 服务器：FIN=1, Seq=500（“我要关闭连接了”）。
  2. 服务器 → 客户端：ACK=1, Ack=501（“收到关闭请求”）。
  3. 服务器处理剩余数据后 → 客户端：FIN=1, Seq=800（“我也要关闭了”）。
  4. 客户端 → 服务器：ACK=1, Ack=801，等待2MSL后关闭。

三、TCP 头部格式（简化版）

每个 TCP 数据包都有一个头部，包含控制信息：

字段 作用 示例值
源端口 发送方的应用程序端口（如浏览器） 54321
目的端口 接收方的应用程序端口（如Web服务器） 80（HTTP默认端口）
序列号（Seq） 当前数据段的第一个字节编号 100
确认号（Ack） 期望收到的下一个字节编号 150
标志位 SYN（连接）、ACK（确认）、FIN（关闭） SYN=1, ACK=1
窗口大小 接收方还能接收多少字节 5000
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