DAY24 OSI7层和TCP五层

1.1 概念

OSI7层网络模型是开放系统互连参考模型，是个灵活的、稳健的和可互操作的模型，并不是协议，是用来了解和设计网络体系结构的，目的是规范不同系统的互联标准，使两个不同的系统能够较容易的通信，而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑。

1.2 结构

由下到上依次为：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层

1.2.1 各层的功能说明

1. 应用层：为应用程序提供服务
   常见的应用层协议：http（端口80）、ftp（20/21）、telnet（23非加密的）、ssh（22加密的）、HTTPS（443）
2. 表示层：对数据进行转换、加密和压缩
3. 会话层：建立、管理和维护会话。Linux C /Unix C语言编程等属于这一层
4. 传输层：建立、管理和维护端到端的连接，TCP稳定传输，ssh服务等
5. 网络层：IP选址及路由选址。 IP地址就属于这一层
6. 数据链路层：将分组数据封装成帧；提供介质访问和链路管理。Mac地址就属于这一层
7. 物理层：在媒体上传输比特。网线、集线器等属于传输介质

1.2.2 7层结构的特点：

1、OSI模型每层都有自己的功能集
2、层与层之间相互独立又互相依靠
3、上层依赖于下层，下层为上层提供服务。

1.3 OSI 7层模型中数据的传输结构

1.3.1 7层模型封包的过程

1. 应用层（表示层、会话层）：应用程序准备要传输的数据。
2. 传输层：将文件分段并编号
3. 网络层：在数据上加上目标IP地址和原IP地址，封装成数据包
4. 数据链路层：添加一个以太信息，即Mac地址，将数据包封装成帧
5. 物理层：网卡调制，以比特流传输数据

1.3.2 7层模型解包的过程

1. 物理层：接收比特流数据，网卡解调
2. 数据链路层：将比特流解析为数据帧（校验位+原Mac地址+目标Mac地址+原IP地址+目标IP地址）
3. 网络层：将数据帧解封装，只剩下数据和IP地址
4. 传输层：将数据包解封装为数据段
5. 会话层：建立SOCKET连接
6. 表示层：解析数据类型
7. 应用层：接收数据

2.1 TCP/IP的五层模型

由下到上依次为：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层

2.2 IP协议

IP协议是TCP/IP协议中最重要的协议，它为TCPUDP ICMP等协议提供传输的通路。IP层主要目的是提供子网互联，形成较大的网络，使不同的子网之间能传输数据。

2.2.1 IP层主要的作用

1、数据传送将数据从一个主机传输到另一个主机
2、寻址根据子网划分和IP地址，发现正确的目的主机地址
3、路由选择选择数据在互联网上的传送路径。
4、数据报文的分段将数据进行分段发送和接收并组装。

2.3 TCP协议

TCP是传输控制协议，简称TCP协议，它在原有IP协议的基础上，增加了确认重发、滑动窗口和复用，提供一种可靠的面向连接的字节流的服务。最大的特点就是可靠性。

2.4 TCP/IP协议建立连接3次握手的过程

TCP的连接建立是一个三次握手过程，目的是为了通信双方确认开始序号，以便后续通信的有序进行。主要步骤如下：

1. 连接开始时，连接建立方(客户)发送SYN包，并包含了自己的初始序号x；
2. 连接接受方(服务器)收到SYN包以后会回复一个SYN包，其中包含了对上一个x包的回应信息ACK，回应的序号为下一个希望收到包的序号，即x＋1，然后还包含了自己的初始序号y；
3. 连接建立方(客户)收到回应的SYN包以后，回复一个ACK包做响应，其中包含了下一个希望收到包的序号即y＋1。

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2.5 TCP/IP协议断开连接4次挥手的过程

TCP终止连接的四次握手过程如下：

1. 首先进行关闭的一方（客户）发送第一个FIN（包含了自己的初始序号u）将执行主动关闭，而另一方（服务器）收到这个FIN执行被动关闭。
2. 当服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，包含确认序号为u+1和自己的序号v。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
3. 同时TCP服务器还向客户发传送一个FIN，包含了自己的序号w，接着服务器就关闭与客户端的连接。
4. 客户必须发回一个ACK确认，并将确认序号设置为w+1。

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