關于網絡的知識，我這里主要是從OSI分層，網絡協議等相關的知識。

談談對OSI七層模型和TCP/IP四層模型的理解？

所謂七層模型和四層模型是前輩們為了增強通用型和兼容性，設計出來的層次結構，每一層都遵守一定的規則。

• 物理層：通過光纜，網線等物理方式把電腦連接起來，是傳遞比特流，并且規定了電平，速度，電纜針腳。
• 數據鏈路層：把比特流封裝成數據幀的格式，幀是數據鏈路層的傳送單位。電腦連接起來之后，數據都是經過網卡傳輸，而網卡定義了世界唯一的mac地址，通過廣播的形式向局域網所有的電腦發送數據，根據數據中的mac地址和自身的進行對比判斷是否發送給自己。數據鏈路層主要是幀編碼和誤差糾正控制。
• 網絡層：網絡層定義了IP協議和子網掩碼，通過對IP和子網掩碼進行運算能確定是否是通一個子網，通過路由器和交換機進行傳輸。網絡層具有尋址和路由選擇，連接的建立，保持，終止等功能。
• 傳輸層：傳輸層是端到端的連接，為了確定數據包是從哪個進程發送過來的，就需要端口號，通過端口來建立通信，比如TCP和UDP屬于這一層的協議。
• 會話層：負責建立，管理，斷開表示層實體間的通信會話。
• 表示層：服務于應用層數據編碼和轉換功能，保證一個系統的應用層數據發送到另外一個應用層能識別。
• 應用層：最靠近用戶的一層，是為計算機用戶提供應用接口，最終供用戶的能理解使用的一層。

TCP/IP模型是四層，對于OSI的模型簡化：

• 網絡接口層，也叫網絡訪問層，包含OSI模型的物理層和數據鏈路層，把電腦連接起來。
• 網絡層，也叫做IP層，處理IP數據包的傳輸、路由，建立主機間的通信。
• 傳輸層，為兩臺主機設備提供端到端的通信。
• 應用層，包含OSI的會話層、表示層和應用層，提供了一些常用的協議規范，比如FTP、SMPT、HTTP等。

OSI模型總結

物理層通過物理手段把電腦連接起來，數據鏈路層是對比特流的封裝編碼，網絡層來建立主機對主機的通信，傳輸層建立端口到端口的通信，表示層處理數據編碼和轉換，應用層最終負責建立連接，數據格式轉換，呈現給用戶。

在OSI七層參考模型中，每一層都有哪些協議？

• 物理層協議有：EIA/TIA-232， EIA/TIA-499，V.35， V.24，RJ45， Ethernet， 802.3，FDDI
• 數據鏈路層協議有：Frame Relay，HDLC，PPP， IEEE 802.3/802.2
• 網絡層協議有：IP，IPX，AppleTalk DDP
• 傳輸層協議有：TCP，UDP
• 會話層協議有：RPC，SQL，NFS，NetBIOS，names，AppleTalk
• 表示層協議有：TIFF，GIF，JPEG，PICT，ASCII，EBCDIC，encryption
• 應用層協議有：FTP，WWW，Telnet，NFS，SMTP，Gateway，SNMP

如何知道兩臺機器是否相通？

判斷兩臺機器是否相通，我們從上面的OSI模型中能知道在IP層實現就行了，IP層是實現兩臺機器的通信，關于IP層我們從上面也知道有IP協議，IPX協議等，其實我們只要能知道實現IP層協議的一些命令就能知道如何通過命令知道兩臺機器是否相通。

如何知道兩臺機器是否相通，我們可以通過ping或者traceroute命令，ping和traceroute命令基于ICMP協議實現。下面我們來分析一下ping和traceroute命令以及ICMP協議。

ping命令：。它是基于網絡層、通過發送和接收數據包來檢測兩臺計算機間的連接狀況。當出現網絡故障的時候，我們就可以用ping命令來預估故障點，如果ping命令沒有成功，那么就該考慮硬件連接是否出錯，比如網卡設置是否正確、比如網線是否連通，再考慮IP地址設置是否正確。也可以用于數據包一去一回所需耗的時間。使用命令：Ping IP地址。

ping命令就會將目的服務器的 IP 地址，數據大小，往返花費的時間打印到屏幕上。如下圖：

traceroute命令：traceroute命令是一款充分利用 ICMP 差錯報文類型的應用，其主要用作追蹤路由信息。它的實現是利用從每個機器節點之間的IP報的TTL從1開始遞增同時發送UDP包，當出錯則接受ICMP包的超時錯誤信息。

我們參考下圖，就能清楚的描述 traceroute 的整個過程。

tracerouter發UDP，為啥出錯會回ICMP？正常情況下，協議棧能正常走到UDP，當然正常返回UDP。但是，你主機不可達，是IP層的（還沒到UDP）。IP層，當然只知道回ICMP。

ICMP協議

ICMP是 Internet Control Message Protocol 的縮寫，即互聯網控制消息協議。它是互聯網協議族的核心協議之一。它是IP層中發送控制消息，提供可能發生在通信環境中的各種問題反饋，通過這些信息，使網絡管理者可以對所發送的問題作出診斷，從而采取適當措施來解決問題。

ICMP本身是網絡層的一個協議，但是它的報文不是直接傳送給數據鏈路層，而是要封裝IP數據包，然后再傳送給數據鏈路層。ICMP的差錯和控制信息傳輸只是要解決IP可能出現的不可靠問題，它不能獨立于IP而單獨存在，因此應該把它視為IP的一個部分，歸于IP體系。

ICMP協議報文

協議報文

ICMP報文中各字段含義如下：

• 類型：占1字節，表示ICMP消息的類型。
• 代碼：占l字節，進一步劃分ICMP消息的子類型，如對類型3（目的不可達）又細分為目的網絡不可達（代碼0）、目的主機不可達（代碼2）、目的協議不可達（代碼3）、目的端口不可達（代碼4）等。
• 校驗和：占2字節，對ICMP報文首部和數據進行校驗。
• 第4個字段：占4字節，內容取決于ICMP報文的類型，有的類型不定義該字段。
• 數據部分：內容和長度取決于ICMP報文的類型。

ICMP消息的類型分為查詢報文，差錯控制報文：

ICMP報文類型 | 類型的值 | 說明
查詢報文 | 8 | 回應請求
查詢報文 | 0 | 應答報文
查詢報文 | 13 | 時間戳請求
查詢報文 | 14 | 應答報文
查詢報文 | 17 | 子網掩碼請求
查詢報文 | 18 | 應答報文
查詢報文 | 10 | 路由查詢
查詢報文 | 9 | 通告報文
差錯控制報文 | 3 | 目標不可達
差錯控制報文 | 4 | 源端控制
差錯控制報文 | 5 | 重定向
差錯控制報文 | 11 | 超時
差錯控制報文 | 12 | 報文參數出錯

ICMP代碼類型：

代碼 | 含義
0 | 目標網絡不可達
1 | 目標主機不可達
2 | 目標協議不可達
3 | 目標端口不可達
4 | 需要分段且已設置DF
5 | 源路由失敗
6 | 目的網絡未知
7 | 目的主機未知
8 | 源主機被隔離
9 | 目的網絡被強制禁止
10 | 目的主機被強制禁止
11 | 網絡不能達到指定的服務類型
12 | 主機不能達到指定的服務類型
13 | 因管理結構的主機設置了過濾器而不可達
14 | 因主機所設置的優先級收到破壞而不可達
15 | 因優先級被刪除而使主機不可達

了解了ICMP協議的報文了，我們來看下ping命令實現的ICMP協議的整個傳輸流程。ICMP 是 IP 的上層協議，但是ICMP也分擔了IP的一部分功能。下面展示了ICMP協議的實現的圖解。

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