ARP协议
简介：
将IP地址解析为以太网MAC地址（物理地址）的协议。ARP协议有‘IP，MAC’映射关系表，生存时间20分钟
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工作流程：
1、在局域网发送包含IP地址的广播数据报，请求MAC地址
2、局域网内所有主机均会接收并处理报文；符合IP的主机处理请求，其余丢弃报文
3、验证成功返回ARP单播数据报，包含自己的IP和MAC地址
ARP报文格式
| 硬件类型： | 16位字段，用来定义运行ARP的网络类型。每个局域网基于其类型被指派一个整数。例如：以太网的类型为1。ARP可用在任何物理网络上。 |
| 协议类型： | 16位字段，用来定义使用的协议。例如：对IPv4协议这个字段是0800。ARP可用于任何高层协议 |
| 硬件长度： | 8位字段，用来定义物理地址的长度，以字节为单位。例如：对于以太网的值为6。 |
| 协议长度： | 8位字段，用来定义逻辑地址的长度，以字节为单位。例如：对于IPv4协议的值为4。 |
| 操作码： | 16位字段，用来定义报文的类型。已定义的分组类型有两种：ARP请求（1），ARP响应（2）。 |
| 源硬件地址： | 这是一个可变长度字段，用来定义发送方的物理地址。例如：对于以太网这个字段的长度是6字节。 |
| 源逻辑地址： | 这是一个可变长度字段，用来定义发送方的逻辑（IP）地址。例如：对于IP协议这个字段的长度是4字节。 |
| 目的硬件地址： | 这是一个可变长度字段，用来定义目标的物理地址，例如，对以太网来说这个字段位6字节。对于ARP请求报文，这个字段为全0，因为发送方并不知道目标的硬件地址。 |
| 目的逻辑地址： | 这是一个可变长度字段，用来定义目标的逻辑（IP）地址，对于IPv4协议这个字段的长度为4个字节。 |
IP协议
简介：
TCP/IP协议核心协议。规定了IP数据报文
IP报文格式
| 版本： | 包含IP数据报的版本号：ipv4为4，ipv6为6 |
| 首部长度： | 其中保存的是整个首部中的“32位字”的数量。 |
| 这个字段正常的值为： | 5（假设“可选字段长度为0”） |
| 该字段最大值为： | 15（可选字段长度全满加上原有字段） |
| 区分服务： |  优先级（3位)和数据链路层的QoS机制有关，定义了8个服务级别。当Qos选择了某种服务模型后，优先级越高，字段越优先传输。 D、T、R分别表示延时、吞吐量、可靠性。当这些值都为1时，分别表示低延时、高吞吐量、高可靠性。 |
| ECN： | 用于为数据报标记“拥塞标识符”。 当一个带有ECN标记的分组发送后，如果接收端“持续拥塞”且“具有感知ECN的能力”（如TCP），那么接收端会通知发送端降低发送速度。 |
| 总长度： | 该字段指的是IPv4数据报的总长度（以字节为单位）。 通过该字段和“首部长度”字段，我们可以推测出ip数据报中“数据部分”从哪开始以及长度。 |
| 标识、标志、分偏移： | 该字段帮助标识由IPv4主机发送的数据报。 这个字段对实现分片很重要，大多数数据链路层不支持过长的ip数据报，所以要把ip数据报分片，每一片都是一个独立的ipv4数据报。 发送主机每次发送数据报都讲一个“内部计数器”加1，然后将数值复制“标识”字段中。 |
| 生存时间： | 该字段用于设置一个“数据报可经过的路由器数量”的上限。 发送方在初始发送时设定某个值（建议为64,、128或255），每台路由器再转发时都将其减一，当字段达到0时，该数据报被丢弃，并使用一个ICMP消息通知发送方。 |
| 协议： | 包含一个数字，该数字对应一个“有效载荷部分的数据类型”。比如17代表UDP，6代表TCP。 |
| 首部校验和： | 该字段“仅计算”IPv4首部。也就是说只“校验”首部。并不检查数据报的“数据部分”。 首先将“首部校验和”设置为0,。 然后对首部（整个首部是一个16位字的“序列”）计算16位二进制反码和。该值被存储在首部校验和字段中。 当接收方接收到数据报后，也对其首部进行校验计算，如果结果与“首部校验和”的值不同，就丢弃收到的数据报。 |
| 可选字段： | IP支持很多可选选项。 如果选项存在的话，它在IPv4分组中紧跟在基本IPv4头部之后。 |
ICMP协议
简介：
IPV4协议簇中的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。如网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身消息。
ICMP报文格式
| 类型： | 占一字节，标识ICMP报文的类型，目前已定义了14种，从类型值来看ICMP报文可以分为两大类。第一类是取值为1~127的差错报文，第2类是取值128以上的信息报文。 |
| 代码： | 占一字节，标识对应ICMP报文的代码。它与类型字段一起共同标识了ICMP报文的详细类型。 |
| 校验和： | 占2个字节，包括数据在内的整个ICMP数据包的检验和，以检验报文在传输过程中是否出现了差错；其计算方法和IP头部检验和的计算方法一样的。 |
| 标识： | 占两字节，用于标识本ICMP进程，但仅适用于回显请求和应答ICMP报文，对于目标不可达ICMP报文和超时ICMP报文等，该字段的值为0。 |
| 序列号： | 每一个ICMP回显报文都有一个序列号且是递增的 |
| 数据： | 表示是一个32字节的数据 |
ICMP报文的前4个字节是统一的格式，共有三个字段：即类型，代码和检验和。8位类型和8位代码字段一起决定了ICMP报文的类型。类型8，代码0：表示回显请求(ping请求)。类型0，代码0：表示回显应答(ping应答)。类型11，代码0：超时。
| 类型（十进制） | 内容 |
|---|---|
| 0 | 回送应答 |
| 3 | 目标不可达 |
| 4 | 原点抑制 |
| 5 | 重定向或改变路由 |
| 8 | 回送请求 |
| 9 | 路由器公告 |
| 10 | 路由器请求 |
| 11 | 超时 |
| 17 | 地址子网请求 |
| 18 | 地址子网应答 |
TCP协议
简介：
TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议；是TCP/IP协议体系中最主要的传输层协议。
TCP报文格式
| 源、目标端口号字段： | 占16比特。 TCP协议通过使用”端口”来标识源端和目标端的应用进程。端口号可以使用0到65535之间的任何数字。在收到服务请求时，操作系统动态地为客户端的应用程序分配端口号。在服务器端，每种服务在”众所周知的端口”（Well-Know Port）为用户提供服务。 |
| 顺序号字段： | 占32比特。 用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。 |
| 确认号字段： | 占32比特。 只有ACK标志为1时，确认号字段才有效。它包含目标端所期望收到源端的下一个数据字节。 |
| 头部长度字段： | 占4比特。 给出头部占32比特的数目。没有任何选项字段的TCP头部长度为20字节；最多可以有60字节的TCP头部。 |
| 标志位字段（U、A、P、R、S、F）: | 占6比特。 各比特的含义如下： |
| URG： | 紧急指针（urgent pointer）有效。 |
| ACK： | 为1时，确认序号有效。 |
| PSH： | 为1时，接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。 |
| RST： | 为1时，重建连接。 |
| SYN： | 为1时，同步程序，发起一个连接。 |
| FIN： | 为1时，发送端完成任务，释放一个连接。 |
| 窗口大小字段： | 占16比特。 此字段用来进行流量控制。单位为字节数，这个值是本机期望一次接收的字节数。 |
| TCP校验和字段： | 占16比特。 对整个TCP报文段，即TCP头部和TCP数据进行校验和计算，并由目标端进行验证。 |
| 紧急指针字段： | 占16比特。 它是一个偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。 |
| 选项字段： | 占32比特。 可能包括”窗口扩大因子”、”时间戳”等选项。 |
TCP三握手（建立连接）
第一次握手:
客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。
第二次握手:
服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时，将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的I S N加1以.即X+1。
第三次握手.
客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来ACK的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写ISN的+1
TCP四挥手（释放连接）
第一次挥手：A数据传输完毕需要断开连接，A的应用进程向其TCP发出连接释放报文段（FIN = 1,序号seq = u）,并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN-WAIT-1状态，等待B的确认。
第二次挥手：B收到连接释放报文段后即发出确认报文段（ACK=1，确认号ack=u+1,序号seq=v）,B进入CLOSE-WAIT关闭等待状态,此时的TCP处于半关闭状态，A到B的连接释放。而A收到B的确认后，进入FIN-WAIT-2状态，等待B发出的连接释放报文段。
第三次挥手：当B数据传输完毕后，B发出连接释放报文段（FIN = 1，ACK = 1，序号seq = w,确认号ack=u+1）,B进入LAST-ACK（最后确认）状态，等待A 的最后确认。
第四次挥手：A收到B的连接释放报文段后，对此发出确认报文段（ACK = 1，seq=u+1，ack=w+1）,A进入TIME-WAIT（时间等待）状态。此时TCP未释放掉，需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，A才进入CLOSE状态。
UDP协议
简介：
无连接、无拥塞控制、尽最大努力交付、面向报文的传输层协议。
UDP报文格式
| 源端口： | 源端口号，需要对方回信时选用，不需要时全部置0. |
| 目的端口： | 目的端口号，在终点交付报文的时候需要用到。 |
| 长度： | UDP的数据报的长度（包括首部和数据）其最小值为8（只有首部） |
| 校验和： | 检测UDP数据报在传输中是否有错，有错则丢弃。 该字段是可选的，当源主机不想计算校验和，则直接令该字段全为0. 当传输层从IP层收到UDP数据报时，就根据首部中的目的端口，把UDP数据报通过相应的端口，上交给应用进程。 如果接收方UDP发现收到的报文中的目的端口号不正确（不存在对应端口号的应用进程0,），就丢弃该报文，并由ICMP发送“端口不可达”差错报文给对方。 |
DNS协议
简介：
将域名解析到IP地址的一种协议。基于UDP和TCP协议，端口号为53，用户到服务器采用UDP，DNS服务器通信采用TCP。
域名结构
递归查询：客户机向本地DNS服务器查询发起的为递归查询。
迭代查询：本地NDS服务器与跟等其他DNS服务器的解析过程。
DHCP协议
简介：
动态分配IP地址，提供安全、可靠、简单的TCP/IP网络配置。协议端口：67(收)、68(发)
DHCP原理
1、客户机发送DHCP Discovery广播包，请求IP地址（包含客户机的MAC地址）
2、服务器响应DHCP Offer广播包，提供IP地址（无子网掩码、网关等参数）
3、客户机发送DHCP Request广播包，确认IP
4、服务器发送DHCP ACK广播包，确定租约、提供网卡详细参数、IP、掩码、网关、DNS、租期等
DHCP续约：
租期50%过后，客户机再次发送DHCP Request包进行续约，付过服务器无响应则继续使用；
租期87.5%租期过后，再次发送DHCP Request包进行续约，如果无响应则释放IP地址。
之后，重新发送DHCP Discovery广播包来获取IP地址，当无任何服务器响应时，自动分配169.254.x.x/16的无效IP，用于临时的内网通信
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| ipconfig /release | 释放IP |
| ipconfig /renew | 重新获取IP |