3.3FTP协议以及端口
文件传输协议FTP（File Transfer Protocol）是世界上使用最广泛的文件传输协议。FTP 提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限
网络环境下复制文件的复杂性：
- 计算机存储数据的格式的不同
- 文件的目录结构和文件命名的规定不同
- 对于相同的文件存取功能，操作系统使用的命令不同
- 访问控制方法不同
因此，FTP协议出现了。
FTP协议连接过程：
- 打开熟知端口（端口号为 21），使客户进程能够连接上
- 等待客户进程发出连接请求
- 启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程
- 回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行
- 当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连接服务器进程的熟知端口 (21)，同时还要告诉服务器进程自己的另一个端口号码，用于建立数据传送连接
- 接着，服务器进程用自己传送数据的熟知端口 (20) 与客户进程所提供的端口号码建立数据传送连接
- 由于 FTP 使用了两个不同的端口号，所以数据连接（20）与控制连接（21）不会发生混乱
FTP是使用了两个TCP连接的：
- 使协议更加简单和跟容易实现
- 在传输文件时还可以利用控制连接（如：客户发送请求终止传输）
3.4DHCP动态主机配置协议
DHCP：DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。互联网广泛使用的动态主机配置协议 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 提供了即插即用连网 (plug-and-play networking) 的机制。
DHCP是使用UDP协议工作，他的用途如下：
- 为内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址
- 为用户或者内部网络管理员作为对所有计算机做中央管理的手段
- 为内部网络用户接受IP租约
并不是每个网络上都有DHCP服务器，这样会使得DHCP服务器的数量太多了。现在是每个网络至少有一个DHCP中继代理，他配置了DHCP服务器的IP地址信息
在生活中，DHCP必不可少，为我们带来了便利，当通过WiFi连上一个陌生的子网，但是我们并没有做重新为主机配置IP地址的工作，这样子就可直接上网！假如没有DHCP协议的帮助：
而在DHCP协议的支持下：
DHCP工作流程：
- DHCP服务器管理着一个包含一系列IP地址的地址池
- 每当一台新的主机加入时，DHCP服务器就从其当前可用地址池中分配一个任意的地址给它
- 而每当一台主机离开的时候，其IP地址就被回收到地址池中
3.5简单网络管理协议SNMP
简单网络管理协议SNMP（Simple Net Manage Protocol）是TCP/IP协议簇的一个应用层协议，网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络的一些需求，如实时运行性能，服务质量等。网络管理常简称为网管。
含义：
- 网络管理协议简称为网管协议。
- 需要注意的是，并不是网管协议本身来管理网络。网管协议是管理程序和代理程序之间进行通信的规则。
CS模式：
- 管理程序和代理程序按客户服务器方式工作。
- 管理程序运行 SNMP 客户程序，向某个代理程序发出请求（或命令），代理程序运行 SNMP 服务器程序，返回响应（或执行某个动作）。
功能：
- SNMP 最重要的指导思想就是要尽可能简单。
- SNMP 的基本功能包括监视网络性能、检测分析网络差错和配置网络设备等。
过程：
- 整个系统必须有一个管理站。
- 管理进程和代理进程利用 SNMP 报文进行通信，而 SNMP 报文又使用 UDP 来传送。
- 若网络元素使用的不是 SNMP 而是另一种网络管理协议，SNMP 协议就无法控制该网络元素。这时可使用委托代理 (proxy agent)。委托代理能提供如协议转换和过滤操作等功能对被管对象进行管理。
- SNMP 定义了管理站和代理之间所交换的分组格式。所交换的分组包含各代理中的对象（变量）名及其状态（值）。
- SNMP 负责读取和改变这些数值。
3.6电子邮件协议SMTP、POP3、IMAP
SMTP是因特网电子邮件中主要的应用层协议，只用TCP可靠数据传输服务，SMTP的端口号是25号。因特网电子邮件的主要组成部分：
- 用户代理（user agent）
- 邮件服务器（mail server）
- 简单邮件传输协议（Simple Mail Transfer Protocol ）
邮件发送过程：从发送的用户代理开始，传输邮件到发送方的邮件服务器，再传输到接收方的邮件服务器，然后在这里被分发到接收方的邮箱中。如果用户要读取该邮件时，使用用户名和口令来鉴别用户。
POP3（第三版的邮局协议Post Office Protocol - Version 3）：
- POP3是一个极为简单的邮件访问协议（由于其简单，所以权限有限）
- 当用户打开了一个到邮件服务器的端口110上的TCP连接后，POP3就开始工作了，按照三个阶段：特许、事务处理以及更新
IMAP（因特网邮件访问协议Internet Mail Access Protocol）：
- 允许用户代理获取报文某些部分的命令
- IMAP协议为用户提供了创建文件夹及移动文件的命令
注意：
- 不要将邮件读取协议 POP 或 IMAP 与邮件传送协议 SMTP 弄混。
- 发信人的用户代理向源邮件服务器发送邮件，以及源邮件服务器向目的邮件服务器发送邮件，都是使用 SMTP 协议。
- 而 POP3 协议或 IMAP 协议则是用户从目的邮件服务器上读取邮件所使用的协议。
四、网络层协议
IP协议属于网络层协议，所有的TCP, UDP, ICMP, IGMP数据都通过IP数据报传输。IP提供了一种不可靠，无连接的数据包交付服务。依赖其他层的协议进行差错控制。不可靠: IP数据报不保证能成功的到达目的地，如果出现错误则选择丢弃该数据，然后发送ICMP消息报给信源端 无连接: IP不提供任何后续数据报的状态信息，每个数据报处理都是独立的。如果一个信源发送了连续的两个数据报，每个数据报选择独立的路由，两个数据可能不同时到达。IP通信双方都不长久地维持对方的任何信息。这样上层协议每次发送数据的时候，都必须明确指定对方的IP地址。
4.1ipv4数据报
1.版本号：占四位，就是IP协议的版本，通信双方的IP协议必须要达到一致，IPv4的版本就是4.
2.首部长度：占四位，因为长度为四比特，所以首部长度的最大值为1111，15，又因为首部长度代表的单位长度为32个字（也就是4个字节），所以首部长度的最小值就是0101，当然，也确实如此，大部分的ip头部中首部字节都是0101.也就是5*4=20个字节，如果是最大值15的话，ip首部的最大值就是60个字节，所以记好了，ipv4首部长度的最大值就是60，当然当中我们又能发现，IPv4的首段长度一定是4字节的整数倍，要是不是怎么办呢？别急，后面的填充字段会自动填充补齐到4字节的整数倍的。
3.区分服务：这个没有什么用处，也没有什么好讲的了，只要自动这玩意占八位，一个字节就可以了。
4.总长度：占16位，这个的意思就是ip数据报中首部和数据的总和的长度，因为占16位，所以很好理解，总长度的最大值就是2的16次方减一，65535，这玩意也对应着还有一个很简单的概念，最大传输单元mtu，意味着一个IP数据报的最大长度就只能装下65535个字节，要是传输的长度超过这个怎么办，很简单，分片。
5.标识：占16位，标识这玩意很好理解，IP在存储器中维持一个计数器，每产生一个 数据报，计数器就加1,并将此值赋给标识字段。但这个标识并不是平常的序号，因为IP是 无连接服务，数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU而必须分 片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报片的标识字段中，等到重组的时候，相同标识符的值的数据报就会被重新组装成一个数据报。
6.标志：占三位，一般有用的是前两位， 最低位叫做MF，MF=1表示后面还有若干个数据报，MF=0表示这已经是最后一个数据报了。中间位叫做DF，DF表示不能进行分片，DF=0才可以进行分片操作。
7.片偏移：占13位，片偏移就是，在原来的数据报分片以后，该片在原分组中的相对位置，片偏移中的基本单位是8字节，所以，也就是说，只要是分片，每个分片的长度都是8字节的整数倍，最后一个分片不够八字节的一样是填充。
8.生存时间ttl：占8位，（time to live），表明数据报在网络中的寿命，这个值被设定成跳数，顾名思义，就是这个数据报可以经过多少个路由器的数量，每经过一个路由器，该值就减一，减到为零的时候就被抛弃，显而易见，这个跳数的最大值就是2的8次方减一，255.
9.协议：就是用来指明数据报携带了哪种协议，占8位。
10.首部效验和：占16位，这个字段用来效验数据报首段，下面给出简单的计算方法：
首先在发送端的时候，将效验和全部置为0，然后把数据报首段数据全部进行反码相加，得到的值为效验和，放入首段效验和里面，然后接收端将数据报首段数据和效验和一起全部反码相加，最后若是得到零，则保留，若是不为零，则说明数据报在传输的过程中发生了改变，则丢弃该数据报。
11.IP源地址：占32位，将IP地址看作是32位数值则需要将网络字节顺序转化位主机字节顺序。转化的方法是：将每4个字节首尾互换，将2、3字节互换。
12.目的地址：也占32位，转换方法和来源IP地址一样。
13.选项：可变长的可选信息，最多包含40字节。选项字段很少被使用。可用的IP可选项有：a. 记录路由: 记录数据包途径的所有路由的IP，这样可以追踪数据包的传递路径 b. 时间戳: 记录每个路由器数据报被转发的时间或者时间与IP地址对，这样就可以测量途径路由之间数据报的传输的时间 c. 松散路由选择: 指定路由器的IP地址列表数据发送过程中必须经过所有的路由器 d. 严格路由选择: 数据包只能经过被指定的IP地址列表的路由器 e. 上层协议(如TCP/UDP)的头部信息
13.到了可变部分IPv4的头部基本上就已经讲完了，增加头部的可变选项实际上就是增加了数据报的功能，可变选项在实际上是很少用到的。
4.2分片
当IP数据报的长度超过帧的MTU时，它将被分片传输。分片可能发生在发送端，也可能发生在中转路由器上，而且可能在传输过程中多次分片，但只有在最终的目标机器上，这些分片才会被内核中的IP模块重新组装。IP头部中的如下三个字段给IP的分片和重组提供了足够的信息：数据报标识、标志和片偏移。一个IP数据报的每个分片都具有自己的IP头部，它们具有相同的标识值，但具有不同的片偏移。并且除了最后一个分片外，其他分片都将设置MF标志。此外，每个分片的IP头部的总长度字段将被设置位该分片的长度。
4.3IP路由
路由是什么：我们知道，IP地址是网络世界里的门牌号。你可以通过IP地址访问远在天边的网站,那么数据是如何到达网站的呢？靠的就是路径上每个节点的路由。路由，简单的说就是指导IP报文该去哪的指示牌。
一般说来，主机会在以下两个时机进行路由查询
- 1.收到报文时，查询路由决定是上送本机(LOCAL IN)，或者从哪个出接口转发(FORWARD)
- 2.本机发送报文时，查询报文出接口 注意，转发需要开启 net/ipv4/ip_forward
路由表长什么样 以一个典型的主机为例，tristan有一个外部网卡enp1s0和一个内部还回网卡lo。
通过route -n我们可以看到主机上简要的路由表信息(当然通过ip route也可以)，那么上面的路由信息中的每一表项代表什么意思呢？
- 如果报文的目的IP地址在164.69.136.0/24这个网段，那么它应该从enp1s0进行转发。
- 如果报文的目的IP地址在169.254.0.0/8这个网段，那么它应该从enp1s0进行转发。
- 其他情况下(0.0.0.0/0)，报文从enp1s0转发，下一跳IP地址是192.168.99.254
4.4IP转发
当主机收到一个数据报时，首先检查目的地址：
- 如果是自己（自己某一个接口所配置的IP地址或IP广播或者组播地址），则交给协议字段或者IPv6头部的下一个头部字段指定的协议模块处理。
- 如果不是：
- 如果IP层被配置为路由器，则转发该数据报。
- 否则默默丢弃，必要时生成ICMP报文给发送者。
转发不会改变数据报的IP地址，只是通过设置链路层地址来完成交付的过程：
- 发送者定义好源IP和目的IP，如果目的IP不在本地，则将链路层的目的MAC地址设置为路由器，由路由器代为转发。
- 每一跳路由器在转发时，都会将源MAC地址设置为自己，目的MAC地址设置为下一跳路由器。
4.5IP地址介绍
ip地址组成 : IP地址由4部分数字组成，每部分数字对应于8位二进制数字，各部分之间用小数点分开 这是点分2进制 如果换算为10进制我们称为点分10进制.每个ip地址由两部分组成网络地址(NetID)和主机地址(HostID).网络地址表示其属于互联网中的哪一个网络，而主机地址则表示其属于该网络中的哪一台主机。
A类地址:范围从0-127，0是保留的并且表示所有IP地址，而127也是保留的地址，并且是用于测试环回用的。因此 A类地址的范围其实是从1-126之间。 如：10.0.0.1，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围从1.0.0.1 到126.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1千多万个主机（2的24次方的-2主机数目）。以子网掩码来进行区别：：255.0.0.0 127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循环测试用的
B类地址：范围从128-191，如172.168.1.1，第一和第二段号码为网络号码，剩下的2段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机 。(2的16次方-2) 以子网掩码来进行区别：255.255.0.0 169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临时获得一个IP地址。
C类地址：范围从192-223，如192.168.1.1，第一，第二，第三段号码为网络号码，剩下的最后一段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。(2的8次方-2) 以子网掩码来进行区别：255.255.255.0
D类地址：范围从224-239，D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。224.0.0.0-239.255.255.255 组播地址
E类地址：范围从240-254，以“11110”开始，为将来使用保留。全零（“0．0．0．0”）地址对应于当前主机。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址。240.0.0.0-255.255.255.254 保留地址
子网掩码就是为了区分ip地址的中的网络号和主机号的。
私有地址 所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址 在A类地址中，10.0.0.0到10.255.255.255是私有地址 在B类地址中，172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址。在C类地址中，192.168.0.0到192.168.255.255是私有地址。
五、手写TCP/IP用户态协议栈（纯C语言）
手写3000行代码，让你掌握网络通信核心技术。
最后：
给校招的小伙伴一句话：第一份工作不亚于一次高考，珍惜校招，社招的竞争是你目前想象不到的。能去大厂觉不妥协，IT行业第一份工作背景越好，起点越高，后续发展空间越好！
给那些1-3年的安于现状的伙伴一句话：
不要抱怨市场，不要安于现状，在低端，往中端领域看，在中端往高端领域看。认知以及对自身的要求，都会有所改变。
给那些担心35岁的伙伴一句话：
决定上限的不是年纪，而是技术。最后：希望学习路线对你有所帮助，希望码农的我们越来越好！
