Notas de rede de computadores-1

Notas de rede de computador

ARP

1. Introdução aos conceitos básicos de ARP

ARP: Protocolo de
resolução de endereços A resolução de endereços é o processo de descobrir a relação de mapeamento entre dois endereços.
ARP fornece mapeamento dinâmico de endereços de camada de rede para endereços de hardware relacionados

2. Processo de aprendizagem de endereço MAC

A resolução do endereço ARP ocorre no processo de encapsulamento da pilha de protocolos TCP / IP da camada superior para a inferior. (A terceira camada encapsula o IP, a segunda camada encapsula o MAC) Por
exemplo, o processo de comunicação entre o host A e o host B:
1. Determine o IP do host B de acordo com o conteúdo da tabela de roteamento no host A e verifique se há um correspondente no cache ARP local. Endereço MAC
2. Se o mapeamento não for encontrado, ele iniciará um quadro de solicitação ARP (incluindo seu próprio IP e MAC, o IP solicitado) que pergunta o endereço MAC de B e o transmite para a rede local.
3. Após o comutador recebe o quadro, que será o endereço MAC e porta de estabelecer uma relao de mapeamento, e gerar uma entrada de mapeamento correspondente, excepto em que a tabela de endereços MAC do interruptor, e transmitir o quadro (excepto porta de recepção).
4. O host na rede verifica se ele corresponde ao IP solicitado e não responde se não corresponder. Se o host B corresponder, o relacionamento de mapeamento entre o endereço MAC do host A e o IP será atualizado para sua própria entrada na tabela ARP, e uma resposta ARP será retornada pela porta na forma de unicast.
5. Depois que o switch recebe a resposta unicast do host B, ele atualiza o endereço MAC de origem e a porta correspondente do quadro de dados enviado pelo host B para sua tabela de encaminhamento e, em seguida, verifica sua tabela de encaminhamento para descobrir se o MAC de destino corresponde a um determinada porta. Em seguida, envie de volta para o host de destino por meio desta porta.

3. Falsificação de endereço MAC

O processo de aprendizagem do endereço MAC do switch é que o switch verifica o endereço MAC de origem do pacote de dados recebido e encontra o item correspondente na tabela de endereços MAC. Se não corresponder, o switch regravará o endereço MAC e a porta que recebeu o quadro de dados. Ao enviar um pacote forjado, o spoofing de MAC é implementado. A falsificação de MAC fará com que um host falhe ao receber dados e impedirá que qualquer computador na LAN use a rede.

Solução:
(para hosts importantes) Use entradas estáticas para evitar solicitações / respostas ARP ao pesquisar o endereço MAC de um IP específico.

IGMP

IGMP: Internet Group Management Protocol
multicast: multicast

Os destinatários indicam o tráfego que desejam receber especificando o endereço multicast e a lista de fontes alternativas. Essas informações são mantidas como um estado suave no host e no roteador.
O ARP geralmente determina seu endereço MAC com base no endereço IPv4 de destino.No multicast, um endereço IP multicast é mapeado diretamente para alguns endereços MAC correspondentes.
Para transportar com eficácia o multicast IP na rede da camada de enlace, deve haver um mapeamento um-para-um entre os pacotes de dados e os endereços na camada IP e os quadros da camada de enlace.
IANA tem um espaço de endereço multicast (especificamente, 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255). O
intervalo de endereço multicast é 01: 00: 5e: 00: 00: 00 ~ 01: 00: 5e: ff: ff: ff.
O endereço do grupo IP para a regra de mapeamento de endereço MAC IEEE 802 é: os primeiros 9 bits são substituição de bits e os últimos 23 bits são duplicação de bits.

IGMP é usado para permitir que o roteador multicast saiba quais hosts pertencem atualmente a qual grupo
multicast.O roteador multicast envia periodicamente solicitações IGMP a cada sub-rede conectada para determinar o status do multicast.
O host responde com um relatório para indicar o status do multicast; se o status mudar, o host também pode enviar ativamente um relatório.

Conteúdo da tabela de roteamento

destino Segmento de rede de destino
Máscara de rede Máscara de sub-rede
Gateway Gateway de entrada do roteador de próximo salto
Interface de ip Interface para alcançar o destino de saída do roteador ip
Metric Hop number selecione preferencialmente a interface com o número de salto mais baixo

Diferença TCP / UDP

Comparação de recursos

Recursos TCP
- Vantagens
  1. Antes de transmitir dados, há um handshake de três vias para estabelecer uma conexão
  2. Ao transmitir dados, há confirmação, janela, retransmissão e mecanismos de controle de congestionamento
  3. Após a transmissão de dados, a desconexão é usada para economizar recursos do sistema
- Desvantagens
  Lento, baixa eficiência, alto uso de recursos do sistema e fácil de ser atacado
  Razões:
  1. A conexão TCP antes da transmissão de dados e alguns mecanismos durante a transmissão de dados consomem muito tempo.
  2. Cada conexão TCP ocupa a CPU, a memória e outros recursos do sistema.
Recursos UDP
- Vantagens
  Rápido, ligeiramente mais seguro do que o protocolo de
  transmissão sem estado do TCP , transmissão de dados muito rápida
- Desvantagens Pacotes
  instáveis, não confiáveis
  e fáceis de perder quando a qualidade da rede é ruim

Diferença básica

Baseado em conexão e sem conexão
O TCP requer mais recursos do sistema (CPU do sistema, memória) e menos UDP;
A estrutura do programa UDP é relativamente simples
Modo de fluxo (TCP) e modo de datagrama (UDP); o TCP é orientado para fluxos de bytes; na verdade, o TCP trata os dados como uma série de fluxos de bytes não estruturados; o UDP é orientado a mensagens
O TCP fornece serviços confiáveis. Os dados transmitidos pela conexão TCP não têm erros, nem perdas, nem duplicações, e chegam em ordem; o UDP faz o possível para entregar, ou seja, a entrega confiável não é garantida
O canal de comunicação lógico do TCP é um canal confiável full-duplex, enquanto o UDP é um canal não confiável

Cenários de aplicação

Cenário de aplicação TCP:
Existem requisitos para a qualidade da comunicação de rede e os dados devem ser transmitidos com precisão para a outra parte, como
HTTP, HTTPS, FTP e outros protocolos de transferência de arquivos
POP, SMTP e outros protocolos de transmissão de e-mail.
Telnet, SSH
Cenários de aplicação UDP:
1. Orientado a datagrama
2. Dados de rede são principalmente mensagens curtas
3. Têm um grande número de clientes
4. Não há requisitos especiais para segurança de dados
5. A carga da rede é muito pesada, mas a velocidade de resposta é alta
6. Vídeo longo, sistema em tempo real

Razões para a falta de confiabilidade do UDP

O UDP possui apenas um buffer de recebimento de soquete e nenhum buffer de envio de soquete, ou seja, enquanto houver dados, eles serão enviados, independentemente de a outra parte aceitá-los corretamente. Depois que o buffer de recebimento do soquete da outra parte estiver cheio, o novo datagrama não poderá entrar no buffer de recebimento do soquete e o datagrama será descartado.O UDP não tem controle de fluxo, portanto a transmissão de dados UDP não é confiável.
A frequência de envio é muito rápida para resolver a perda do pacote: o
sono é definido durante o processo de envio do pacote e o programa começa a monitorar depois que o programa é executado. Depois de receber um pacote de dados, ele retorna ao estado de escuta no mais curto Tempo.
Solução de perda de pacote causada por pacote de envio grande: O
pacote enviado excede mtu, que pode exceder o buffer do receptor e causar perda de pacote. Defina o buffer de recebimento do soquete
para resolver a grande perda de pacote de envio:
divida em pacotes pequenos e envie um 1