• ARP 协议原理

    网络

    前面介绍网络层和 IP 协议时，有个问题被我们束之高阁——如何由 IP 地址找到与之对应的 MAC 地址呢？

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  • TCP 协议简介

    网络

    传输层引入了 端口 （ port ）的概念，很好地实现了进程间通信能力。我们已经学过这一层中的 UDP 协议，它是一种 面向数据报 的传输层协议。

    UDP 协议的局限性

    UDP 协议非常简单，它只是在 IP 协议的基础之上，加入 端口号 来区分收发进程，因此也有不少局限性。

    网络丢包

    我们知道，UDP 数据报需要借助 IP 包提供的点对点传输能力，从一台主机发往另一台主机。

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  • TCP 报文段格式

    网络

    上一小节，我们简单介绍了 TCP 协议的基本机制，但很多细节还来不及展开。此时此刻，我们甚至对 TCP 的传输单元长啥样都一无所知。不过没关系，本节我们再接再厉，争取将它一举拿下！

    报文结构

    由于 TCP 协议位于传输层，它的传输单元一般叫做 TCP段（ segment ），也可译为 TCP分组 。当然了，也有不少文献将它笼统地称为 TCP报文 。

    那么，一个 TCP 报文段的格式到底是怎样的呢？它跟 UDP 数据报又有哪些异同呢？

    与 UDP 数据报一样，TCP 报文也分为头部和数据两个部分。所不同的是，TCP 报文头部要比 UDP 复杂很多：

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  • 网络实验：观察ARP协议通信过程

    网络

    本节，我们用一个极简的局域网，来观察 ARP 协议的通信步骤，以此加深理解：

    实验环境由 Docker 容器提供，只需执行这个 docker 命令，即可一键启动：

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    docker run --name lan --rm -it --privileged --cap-add=NET_ADMIN --cap-add=SYS_ADMIN -v /data fasionchan/netbox:0.5 bash /script/lan.sh
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  • 三次握手，TCP连接的建立

    网络

    TCP 是面向连接的传输协议，因此通信双方必须先建立连接，才能传输数据。

    上一小节，我们已经初步学习了 TCP 三次握手建立连接的主要步骤，但有不少细节还来不及展开。现在我们再接再厉，先通过一个实验来观察三次握手的过程，进而深入研究其中的细节。

    观察三次握手过程

    如下图，局域网中有一台服务器，IP 地址是 10.0.0.2 ，其他主机可以通过 SSH 协议来登录服务器：

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  • ARP攻击

    网络

    前面我们学习了 ARP 协议，对它的工作原理和报文格式有了深入的了解。现在正是讨论 ARP攻击 的好时候，大家对 网络安全 这种高级话题应该更有兴趣吧！

    废话不多说，马上进入安全模式，带大家捋捋 ARP 攻击的来龙去脉：

    • ARP 攻击的原理是什么？
    • 如何发起 ARP 攻击？
    • 通过 ARP 攻击可以做什么？可以窃取信息吗？
    • 如何应对 ARP 攻击？

    ARP攻击原理

    由于 ARP 协议没有真伪校验机制，因此网络中的坏蛋可以发出一些假报文，来欺骗其他主机，以达到不可告人的目的。以下面这个网络为例：

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  • 四次挥手，TCP连接的关闭

    网络

    上一小节，我们通过一个实验，深入地研究了 TCP 三次握手建立连接的过程。

    我们退出 telnet 命令后，TCP 将关闭连接。于此同时，我们通过 tcpdump 也观察到 TCP 关闭连接的通信过程。本节，我们继续深入研究 TCP 关闭连接的通信细节。

    上节实验的通信过程，已经被抓包并保存起来，我们直接用 tcpdump 命令将其打开（ tcp.pcap ）：

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    root@client [ ~ ]  ➜ tcpdump -nr tcp.pcap
reading from file tcp.pcap, link-type LINUX_SLL (Linux cooked v1)
17:31:57.624391 ARP, Request who-has 10.0.0.2 tell 10.0.0.3, length 28
17:31:57.624439 ARP, Reply 10.0.0.2 is-at 0e:bd:60:1c:69:9d, length 28
17:31:57.624450 IP 10.0.0.3.55692 > 10.0.0.2.22: Flags [S], seq 386101196, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 811948031 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
17:31:57.624495 IP 10.0.0.2.22 > 10.0.0.3.55692: Flags [S.], seq 1155103769, ack 386101197, win 28960, options [mss 1460,sackOK,TS val 3541712191 ecr 811948031,nop,wscale 7], length 0
17:31:57.624522 IP 10.0.0.3.55692 > 10.0.0.2.22: Flags [.], ack 1, win 229, options [nop,nop,TS val 811948031 ecr 3541712191], length 0
17:31:57.635739 IP 10.0.0.2.22 > 10.0.0.3.55692: Flags [P.], seq 1:42, ack 1, win 227, options [nop,nop,TS val 3541712202 ecr 811948031], length 41
17:31:57.635778 IP 10.0.0.3.55692 > 10.0.0.2.22: Flags [.], ack 42, win 229, options [nop,nop,TS val 811948042 ecr 3541712202], length 0
17:31:59.808411 IP 10.0.0.3.55692 > 10.0.0.2.22: Flags [F.], seq 1, ack 42, win 229, options [nop,nop,TS val 811950215 ecr 3541712202], length 0
17:31:59.809175 IP 10.0.0.2.22 > 10.0.0.3.55692: Flags [.], ack 2, win 227, options [nop,nop,TS val 3541714376 ecr 811950215], length 0
17:31:59.809464 IP 10.0.0.2.22 > 10.0.0.3.55692: Flags [F.], seq 42, ack 2, win 227, options [nop,nop,TS val 3541714376 ecr 811950215], length 0
17:31:59.809483 IP 10.0.0.3.55692 > 10.0.0.2.22: Flags [.], ack 43, win 229, options [nop,nop,TS val 811950216 ecr 3541714376], length 0
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  • QUIC 协议

    网络

    QUIC ，即 快速UDP网络连接 ( Quick UDP Internet Connections )， 是由 Google 提出的实验性网络传输协议 ，位于 OSI 模型传输层。 QUIC 旨在解决 TCP 协议的缺陷，并最终替代 TCP 协议， 以减少数据传输，降低连接建立延迟时间，加快网页传输速度。

    QUIC 主要特点有：

    • 多流设计；
    • 低等待延迟；
    • 加密性能更优；
    • 前向纠错；
    • 应用程序实现；
    • 连接保持；
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