DHCP，TCP的三次握手和四次挥手

1.1 DHCP协议

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议）是由IETF(Internet工做任务小组)设计开发的，专门用于为TCP/IP网络中的计算机自动分配TCP/IP参数的协议

1.1.1 使用DHCP的好处

减小管理员的工做量

避免输入错误的可能

避免IP冲突

提升了IP地址的利用率

方便客户端的配置

1.1.2 DHCP的分配方式

自动分配 ：分配到一个IP地址后永久使用

手动分配 ：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址

动态分配 ：使用完后释放该IP，供其它客户机使用

1.1.3 DHCP工做原理

 

1. 客户机请求IP

当一个DHCP客户机启动时，客户机尚未IP地址，因此客户机要经过DHCP获取一个合法的地址。此时DHCP客户机以广播方式（由于DHCP服务器的IP地址对客户机来讲是未知的）发送DHCP Discover发现信息来寻找DHCP服务器。广播信息中包含DHCP客户机的MAC地址和计算机名，以便DHCP服务器肯定是哪一个客户机发送的请求。

 

 2. 服务器响应

当DHCP服务器接收到来自客户机请求IP地址的信息时，它就在本身的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机，若是有，DHCP服务器就将此IP地址作上标记，加入到DHCP Offer的消息中，而后DHCP服务器就广播一则包含下列信息的DHCP Offer消息。

 

3. 客户机选择IP

DHCP客户机从接收到的第一个DHCP Offer消息中提取IP地址，发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留，这样该地址就不能提供给另外一个DHCP客户机。当客户机从第一个DHCP服务器接收DHCP Offer消息并提取了IP地址后，客户机将DHCP Request消息广播到全部的DHCP服务器，代表它接受提供的内容，DHCP Request消息包括为客户机提供IP配置的服务器的服务标示符（服务器IP地址），DHCP服务器查看服务器标识符字段，以肯定提供的IP地址是否被接受，若是DHCP Offer被拒绝，则DHCP服务器将会取消并保留其IP地址以提供给下一个IP租约的请求。

 

4. 服务器肯定租约

DHCP服务器接收到DHCP Request消息后，以DHCP ACK消息的形式向客户机广播成功的确认。该消息包含有IP地址的有效租约和其余可配置的信息，虽然服务器确认了客户机的租约请求，可是客户机尚未接收到服务器的DHCP ACK消息。当客户机收到DHCP ACK消息时，它就配置了IP地址，完成TCP/IP的初始化。

 

5. 从新登陆

DHCP客户机每次从新登陆网络时，不须要再发送DHCP Discover信息，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP Request请求信息。当DHCP服务器接收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCP ACK确认信息。若是此IP地址已没法再分配给原来的DHCP客户机使用时（好比IP已经分配给其余的DHCP客户机使用），DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP Nack否定信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP Nack否定信息后，它就必须从新发送DHCP Discover发现信息来请求新的IP地址。

（1）发送带有IP地址的DHCP Request请求包

（2）IP地址没有分配使用，发送DHCP ACK确认信息

        客户端继续使用重启前的IP地址

（3）IP地址分配到其余客户机使用

        发送DHCP Nack否定信息

        客户机从新发送DHCP Discover

6. 更新租约

IP地址的租期达到50%后，须从新更新租期

客户端直接向服务器发送DHCP Request包

第2章 传输层的两种协议（TCP和UDP）

       传输层=====>主机到主机层

2.1 TCP：传输控制协议 ---属于面向链接的网络协议---同步（安全 效率低）

   TCP协议特色：属于面向链接的网络协议

                 同步 （提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输）

                 安全，可靠传输 ，传输速度慢，效率低

                使用TCP的应用：web浏览器；电子邮件；文件传输程序

2.2 UDP: 用户报文协议---属于无链接的网络协议-----异步（不安全 效率高）

UDP协议特色： 属于无链接的网络协议 

               异步 

               不安全，速度传输快 

               尽力而为，无论你是否收到 

               使用UDP的应用：DNS，视频流，IP语音（VoIP）

TCP传输控制协议	UDP用户数据报协议
面向链接	无链接
可靠传输（安全）	不可靠传输（不安全）
可实现流量控制	尽力而为，尽力传递
同步 ，提供全双工服务	异步
效率低	效率高

2.2.1 端口号计算

  可用端口：2的16次方=65536  0号端口不会用到，因此是1-65535

  1-65535（涉及到一些著名的端口号1-1024 ）

 注：著名端口号范围1-1024，自定义端口的时候不要使用（避免冲突）

  随机端口号默认范围区间：

[root@wuhuang ~]#  cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 4000 65000

源端口随机端口号分配，取决于这个配置文件

第3章 TCP三次握手/四次挥手

3.1 TCP报头

 

1. 源端口号：发送端的端口号（随机）

2. 目的端口号：接收端的端口号（固定）

3. 确认号的概念：服务端接受到拆分后的数据包。进行确认，告知下一次发送的数据包序列号信息

4. TCP报文重要控制位：

  1）syn：请求创建链接

  2）fin：请求断开链接

  3）ack：确认控制字段，表示接收的数据进行确认（从而实现了TCP协议的可靠性）

3.2 三次握手

3.2.1 第一次

由主机A发送创建TCP链接的请求报文，其中报文中包含seq序列号，是由发送端随机生成的，而且还将报文中SYN字段置为1，表示须要创建TCP链接请求

3.2.2 第二次

主机B会回复A发送的TCP链接请求报文，其中包含seq序列号，也是由回复端随机生成的，而且将回复报文的SYN字段置1，并且会产生ACK验证字段，ACK验证字段数值是在A发过来的seq序列号基础上加1进行回复；而且还会回复ack确认控制字段，以便A收到信息时，知晓本身的TCP创建请求已获得了确认。

3.2.3 第三次

A端收到B端发送的TCP创建请求后，会使本身的原有序列号加1进行再次发送序列号，而且再次回复ACK验证请求，在B端发送过来的seq基础上加1，进行回复；同时也会回复ack确认控制字段，

以便B收到信息时，知晓本身的TCP创建请求已经获得了确认

数据传输过程当中：每发送一次数据，都会产的ACK（表示收到了对方seq对应的信息），ack（表示确认收到），seq（请求序列号）

 

3.3 四次挥手

3.3.1 第一次挥手

主机A发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。

3.3.2 第二次挥手

主机B收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。

3.3.3 第三次挥手

主机B发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。

3.3.4 第四次挥手

A端收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手

 

3.4 总结