TCP/IP 分层模子与网络故障的排查思绪

TCP/IP 协议栈中每一层的职责分析：

应用层界说应用步伐之间通讯的协媾和数据格式，应用步伐根据应用层协议实现具体功能。
传输层为应用层进程提供端到端的通佩服务，通过端标语区分同一主机上的差异进程，进程仅需指定目标主机的 IP + 端口 即可举行通讯，无需关心底层网络的实现。
网络层用 IP 地点唯一标识网络中的差异主机，实现主机到主机之间的通讯。
接口层是 TCP/IP 将 ISO 中的物理层 和链路层 归并为一层，物理层办理数据如安在物理介质上传输，链路层办理同一网络中怎样将数据发给相邻目标节点。

TCP/IP 协议栈中的数据封装与传输机制：

主机之间的通讯的根本条件是发送方必须要先知道汲取到的 IP 地点 和 端标语，IP 地点唯一标识网络中的主机，端标语用于区分主机上的差异应用服务。
当应用步伐以进程的情势提供服务时，应用步伐会根据使用的传输层协议（TCP 或 UDP）绑定一个端标语，传输层通过这个端标语区分差异的应用进程。
应用步伐使用应用层协议通讯，而应用层协议依赖传输层协议实现数据传输，以是应用层产生的报文会被传输层协议封装为 用户数据报或报文段，也就是再对应用层报文举行封装，加上一个头部，头部包罗了该进程的端标语（源端口）和目标服务进程的端口（目标端口）等信息。如许数据到了汲取方的传输层时，对方也能举行正常分析，从而通过目标端口知道这个数据是交给应用层哪个进程的。
下一步就是办理怎样将数据交给对方主机，由于给出了IP地点，IP地点唯一标识了网络中的主机，以是在网络层会使用 IP 协议对传输层的用户数据包/报文段 举行封装，加上一个头部，头部包罗本机的IP地点和目标主机的IP地点。
网络层通过查找路由表知道要到达目标主机，下一步应该将数据交给谁，以是数据就如许一段一段通报，数据怎样到达相邻的阶段，是通过链路层的 MAC 寻址来实现两个相邻节点之间数据互换，物理层就负责精确在物理介质上通报数据。

五层网络排障法

在通讯双方碰到题目时，可以先从 客户端题目、网络题目和服务端题目 三个方向举行分类排查。
一样寻常来说，网络题目本质上是 TCP/IP 协议栈中传输层及以下层出现故障，导致数据无法正常传输或传输非常的题目。但在现实场景中，一些应用层的根本协议（如 DNS）导致的题目，在运维排障中通常也会被归类为网络题目。
应用层题目排查思绪

应用层除了排查服务是否正常启动外，重要办理的是业务逻辑的题目。
比方：服务可以正常访问，但返回的数据非常。这类题目通常属于应用步伐内部的业务逻辑题目，须要查察应用步伐日记或干系业务日记举行排查。

传输层题目排查思绪

传输层重要关注的是服务通讯是否正常。应用步伐启动后，会根据所使用的传输层协议（TCP 或 UDP）绑定对应的端标语，通过端标语来区分同一主机上的差异应用进程。因此，在排盘题目时，可以通过查抄端口的监听状态来判断应用进程是否正常提供服务。
比方：服务可以正常访问，但返回的数据非常。这类题目通常属于应用步伐内部的业务逻辑题目，须要查察应用步伐日记或干系业务日记举行排查。
应用层干系题目一样寻常可以分为业务逻辑 和 服务通讯类：
比方：出现毗连被拒绝，超时等，就须要查抄对应端口是否处于监听状态，防火墙是否拦截。可以根据该应用进程使用的传输层协议机制来确认题目。

网络层题目排查思绪

网络层重要关注 IP 是否可达，最常用的方式就是使用基于 ICMP 协议的 ping、traceroute 等工具，通过这些工具来判断主机是否可达、是否存在丢包以及耽误环境。
ping 工具是基于 ICMP 协议筹划而来，使用的是ICMP 中 0 和 8 这两类报文范例。客户端（发起 ping 利用的一方）发送 ICMP Echo Request（Type 8），服务端返回 ICMP Echo Reply（Type 0）。
须要留意一点就是 ping 检测的是网络链路质量（丢包、时延 和 抖动），TCP 具有重传功能，以是纵然网络层发生了丢包，为了包管数据的完备性，TCP 还是会举行重传的，也就是说只要 TCP 毗连没有断，理论上数据是不会丢的，最多出现耽误，而非数据消散。
网络层关注丢包率是为了判断链路质量是否正常，由于传输层确实可以重传，但重传会严厉影响性能。假设网络层丢包了，传输层的TCP就会重传，重传会导致耽误增长，耽误增长了就会出现卡顿，加载慢等征象。而且 TCP有 拥塞控制，检测到丢包时会导致传输速率降落。

链路层题目排查思绪

链路层重要关注 MAC 地点通讯是否正常。在使用 ping 检测主机连通性时，如果发现 ping 不通，可以通过 ARP 协议的工作流程来判断是否为链路层题目。
ARP 协议的工作流程可以简化为：查 ARP 缓存 - 查 ARP 缓存（MAC 全 F） - 汲取 ARP 相应 - 更新 ARP 缓存 - 发数据帧
常见链路层题目包罗：ARP 无法分析、缓存非常，以及IP 地点不在同一网段（无网关环境下）等。

物理层题目排查思绪

物理层重要关注 物理链路是否正常，比方网线是否插好，RJ45 指示灯是否正常闪灼。物理链路非常，会直接导致网络通讯无法创建。