OSI七層模型和TCP/IP五層模型
OSI七層模型
OSI（Open System Interconnection Reference Model），開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型。
OSI是一個7層功能協(xié)議的結(jié)構(gòu),功能結(jié)構(gòu)如下圖所示。
從OSI模型來看，計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會從高層向底層逐層傳遞，在傳遞過程中進行相應的封裝，并最終通過物理層裝換為光/電信號發(fā)送出去。計算機接受數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)會從底層向高層逐層傳遞，并進行相應的解封裝。
TCP/IP協(xié)議簇
TCP/IP模型是一個五層結(jié)構(gòu),具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。
在OSI模型中我們習慣把每一層的數(shù)據(jù)單元都稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元，例如第6層的數(shù)據(jù)單元叫做L6 pdu，第3層的數(shù)據(jù)單元稱為L3 pdu，其中L表示層。
在TCP IP模型中，物理層的數(shù)據(jù)單元稱為比特，把數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單元稱為幀，把網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)單元稱為分組或包，對于傳輸層，我們習慣了把通過TCP封裝而得到的數(shù)據(jù)單元稱之為段。把通過udp封裝而得到的數(shù)據(jù)單元稱之為報文，對于應用層把HTTP封裝而得到的數(shù)據(jù)單元稱之為HTTP報文，把通過FTP封裝而得到的數(shù)據(jù)單元稱之為FTP報文。
OSI模型和TCP/IP 模型的區(qū)別是在于兩者之間使用的協(xié)議不同。
在TCP/IP模型中最重要的兩個協(xié)議就是tcp協(xié)議和ip協(xié)議
TCP三次握手四次揮手
TCP三次握手
TCP是一種可靠的傳輸協(xié)議，為什么說是可靠的呢？在使用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)之前，需要現(xiàn)在兩個通信端之間建立一條TCP連接，當TCP連接建立的時候就可以開始傳輸數(shù)據(jù)了。在數(shù)據(jù)傳輸完成之后，就會斷開連接。
TCP連接建議需要經(jīng)過三次握手。過程如下圖
先來看看TCP報文的結(jié)構(gòu)，其中SYN,ACK都是位于標志位的，包括其他的一些標志，seq是存在報文的序號字段中，ack是存在于報文的確認號字段里面，
- 源端口、目標端口：計算機上的進程要和其他進程通信是要通過計算機端口的，而一個計算機端口
某個時刻只能被一個進程占用，所以通過指定源端口和目標端口，就可以知道是哪兩個進程需要通
信。源端口、目標端口是用16位表示的，可推算計算機的端口個數(shù)為2^16個,即65536 - 序列號：表示本報文段所發(fā)送數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的編號。在TCP連接中所傳送的字節(jié)流的每一個字
節(jié)都會按順序編號。由于序列號由32位表示，所以每2^32個字節(jié)，就會出現(xiàn)序列號回繞，再次從
0 開始 - 確認號：表示接收方期望收到發(fā)送方下一個報文段的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)的編號。也就是告訴發(fā)送方：
我希望你（指發(fā)送方）下次發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)的編號為此確認號 - 數(shù)據(jù)偏移：表示TCP報文段的首部長度，共4位，由于TCP首部包含一個長度可變的選項部分，需
要指定這個TCP報文段到底有多長。它指出 TCP 報文段的數(shù)據(jù)起始處距離 TCP 報文段的起始處有
多遠。該字段的單位是32位(即4個字節(jié)為計算單位），4位二進制最大表示15，所以數(shù)據(jù)偏移也就
是TCP首部最大60字節(jié) - URG：表示本報文段中發(fā)送的數(shù)據(jù)是否包含緊急數(shù)據(jù)。后面的緊急指針字段（urgent pointer）只
有當URG=1時才有效 - ACK：表示是否前面確認號字段是否有效。只有當ACK=1時，前面的確認號字段才有效。TCP規(guī)
定，連接建立后，ACK必須為1,帶ACK標志的TCP報文段稱為確認報文段 - PSH：提示接收端應用程序應該立即從TCP接收緩沖區(qū)中讀走數(shù)據(jù)，為接收后續(xù)數(shù)據(jù)騰出空間。如
果為1，則表示對方應當立即把數(shù)據(jù)提交給上層應用，而不是緩存起來，如果應用程序不將接收到
的數(shù)據(jù)讀走，就會一直停留在TCP接收緩沖區(qū)中 - RST：如果收到一個RST=1的報文，說明與主機的連接出現(xiàn)了嚴重錯誤（如主機崩潰），必須釋放
連接，然后再重新建立連接?；蛘哒f明上次發(fā)送給主機的數(shù)據(jù)有問題，主機拒絕響應，帶RST標志
的TCP報文段稱為復位報文段 - SYN：在建立連接時使用，用來同步序號。當SYN=1，ACK=0時，表示這是一個請求建立連接的報
文段；當SYN=1，ACK=1時，表示對方同意建立連接。SYN=1，說明這是一個請求建立連接或同
意建立連接的報文。只有在前兩次握手中SYN才置為1，帶SYN標志的TCP報文段稱為同步報文段 - FIN：表示通知對方本端要關(guān)閉連接了，標記數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢。如果FIN=1，即告訴對方：“我的
數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，你可以釋放連接了”，帶FIN標志的TCP報文段稱為結(jié)束報文段
窗口大小：表示現(xiàn)在允許對方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，也就是告訴對方，從本報文段的確認號開始允許對方
發(fā)送的數(shù)據(jù)量，達到此值，需要ACK確認后才能再繼續(xù)傳送后面數(shù)據(jù)，由Window size value * - Window size scaling factor（此值在三次握手階段TCP選項Window scale協(xié)商得到）得出此值
- 校驗和：提供額外的可靠性
- 緊急指針：標記緊急數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)字段中的位置
- 選項部分：其最大長度可根據(jù)TCP首部長度進行推算。TCP首部長度用4位表示，選項部分最長
為：(2^4-1)*4-20=40字節(jié)
下面來說說具體過程。
第1步：客戶端向服務器發(fā)送建立連接請求，并發(fā)送帶有SYN標志的數(shù)據(jù)報文，其中客戶端序列號隨機生成的seq為x。
第2步：服務器收到客戶端的請求之后會回應一個SYN+ACK的數(shù)據(jù)報文，其中seq=y,ack=x+1,其中服務器端序列號隨機生成的seq是y，并且回復一個ack=x+1的確認號，以表示自己收到了客戶端的請求消息，并且希望下一次發(fā)送的seq為x+1。
第3步：客戶端收到來自服務器的回應消息后，再發(fā)送一個標志位為ACK的確認報文，其中序列號為x+1，確認號為y+1。滿足上一步服務器要求發(fā)送的seq序列號，確認號ack則是希望下次收到來自服務器的消息的序列號是y+1.
通過上面的三個步驟，TCP連接便建立起來，這個方式也是被稱為TCP的三次握手。
TCP四次揮手
TCP四次揮手
第一步 客戶端發(fā)送FIN ACK控制段，表示傳輸已經(jīng)完成，確認可以斷開連接，其中序列號為seq=a
第二步 服務器端收到來自客戶端的請求消息后，回應一個ACK確認字段 序號為seq=b，確認序列號為ack=a+1。
第三步 在回應來自客戶端確認斷開連接消息的同時也會向客戶端發(fā)送一條自身也需要斷開連接的確認消息FIN ACK控制段，其中序號為seq=c 確認序號為ack=a+1
第四步 客戶端回應來自服務器端的斷開連接請求，控制段為ACK，確認斷開連接 其中seq=a+1 確認序號為ack=c+1。
至此，TCP四次揮手完畢，TCP連接斷開.
TCP和UDP的區(qū)別
TCP 是面向連接的，建立通信需要經(jīng)過三次握手，UDP 是面向無連接的，不許需要經(jīng)過三次握手。
UDP程序結(jié)構(gòu)較簡單；如下圖
TCP 是面向字節(jié)流的，UDP 是基于數(shù)據(jù)報的
TCP 保證數(shù)據(jù)正確性，UDP 可能丟包
TCP 保證數(shù)據(jù)順序，UDP 不保證
