OSI/RM七层参考模型——开放式的系统互联参考模型

核心——分层

TCP/IP模型——TCP/IP协议簇

应用层

应用层协议

封装与解封装

传输层

TCP协议和UDP协议的区别

TCP的报文

TCP的三次握手

TCP的四次挥手

TCP的四种可靠传输机制

OSI/RM七层参考模型——开放式的系统互联参考模型

每一层都在上一层的基础上提供增值服务

应用层：为应用程序通过网络服务，它包含了各种用户使用的协议
表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据的加密与解密、数据压缩与恢复等功能
会话层：负责维护通信中两个节点之间的会话连接的建立、维护和断开，以及数据的交换
传输层：向用户提供端到端的数据传输服务（实现端对端的传输），实现为上层屏蔽低层的数据传输问题，并可以区分不同的进程和服务→依靠端口号实现（根据端口号识别应用）

端口号的实质是16位二进制，共2^16=65536个端口号

0号作为保留端口号，实际上能够被使用的有65535个端口号

1-1023：知名(著名)端口号
网络层：逻辑寻址(IP地址)
数据链路层：物理寻址(MAC地址)

MAC：介质访问控制层

LLC：逻辑链路控制层
物理层：利用传输介质为通信的网络节点之间建立、维护和释放物理连接，实现比特流的透明传输，进而为数据链路层提供数据传输服务

核心——分层

1.更利于标准化——每一层的功能及所提供的服务都有精确的细化说明

2.降低层次之间的关联性——每一层只执行对应的功能，某一层出现的问题、某一层协议的增加或减少不会影响到其他层

TCP/IP模型——TCP/IP协议簇

两种模型的区别

应用层

应用层协议

①HTTP协议：超文本传输协议，80端口

②HTTPS协议(==HTTP+SSL)：超文本传输安全协议，443端口

③Telnet协议：远程终端协议，23端口

④DNS协议：域名解析协议，53端口

⑤FTP协议：文本传输协议，20/21端口

⑥DHCP协议：动态主机配置协议，67/68端口

封装与解封装

封装

封装原理：

封装：将数据变为比特流的过程中，参考模型的每一层需要添加上特定的协议报头

——从高层往低层依次封装，每一层都把上层的协议包当成数据部分，加上自己的协议头部，组成自己的协议包

协议数据单元(PDU)

(TCP/IP) (OSI-RM)

应用层——数据报文应用层——L7PDU

传输层——数据段表示层——L6PDU

网络层——数据包会话层——L5PDU

数据链路层——数据帧 ······

物理层——比特流物理层——L1PDU

封装过程:

应用层：原始数据 → 二进制数据

传输层：二进制数据 + TCP头部 → 数据段 （TCP头部的关键信息–端口号）

网络层：数据段 + IP头部 → 数据包 （IP头部的关键信息–IP地址）

数据链路层：数据包 + MAC头部 → 数据帧 （MAC头部的关键信息–MAC地址）

物理层：数据帧 → 比特流，在网线中传输

解封装

解封装原理：

解封装：封装的逆过程，数据从比特流还原为数据的过程

——从底层往高层依次解封装，每解封装一层，会将该层的封装的那个协议报头去掉

解封装过程：

物理层：电信号 → 二进制数据，并将其送至数据链路层

数据链路层：查看MAC地址，地址是自己 → 拆掉MAC头部，继续传输；地址不是自己，就丢弃数据

网络层：查看IP地址，地址是自己 → 拆掉IP头部，继续传输；如果IP地址不是自己，则会路由表查找去往该网段的下一跳地址。如果存在转发路径，会为数据包添加一个新的二层帧头和帧尾部。

传输层：查看TCP头部（端口号），判断应该传到哪里，然后重组数据，传输到应用层

应用层：二进制 → 原始数据

传输层

TCP协议和UDP协议的区别

TCP协议和UDP协议的区别	TCP	UDP
连接	面向连接	无连接
传输可靠性	可靠——可靠传输机制：排序、确认、重传、流控	不可靠
分段	可以分段	不能分段
流控	可以进行流控	不能进行流控
转发效率	较低	较高
适用场景	对于数据可靠性要求比较高，但是对于实时性要求相对较低的场景，如电子邮件	对于数据可靠性要求比较低，但是对于实时性要求相对较高的场景，如视频聊天

UDP是无连接的，在传输数据前不需要与对方建立连接
TCP是面向连接的，在通信之间双方必须建立TCP连接
UDP提供不可靠的服务，数据可能不按发送顺序到达接收方，也可能会重复或者丢失数据
TCP提供可靠的服务，TCP协议可以保证传输的数据按发送顺序到达，且不出差错、不丢失、不重复

TCP的报文

TCP报头最小是20字节→只有功能数据，无可选项(1字节=8位，即一层4字节，除去选项有五层，4*5=20字节)

源端口和目的端口：端口是传输层与应用层的服务接口（源IP，目的IP，源端口，目的端口，TCP→可以唯一标识一个TCP连接）

序号（seq）：TCP是面向字节流的，TCP传送的报文可看成为连续的字节流。TCP报文段中每一个字节都有一个编号，该字段指明本报文段所发送的数据的第一个字节的序号

确认序号（ack）：期望收到的下一个报文段首部的序号字段的值，确认具有累积效果。若确认号为M，则表明序号M-1为止的所有数据都已经正确收到

首部长度：TCP报头长度，大小不固定(不含数据部分的长度)

标志位：用于区分不同类型的TCP报文，相应标志位置位时有效

标志位	含义
URG	紧急标志位，表明此报文段中包含紧急数据
ACK	确认标志位，表明确认号字段有效
PSH	推送标志位，表明应尽快将此报文段交付给接收应用程序
RST	重置标志位，表明TCP连接出现严重差错，需释放连接，然后再重新建立连接
SYN	同步标志位，在连接建立时用来同步序号
FIN	完成标志位，用来释放一个连接