TCP/IP学习总结整理

一、OSI7层模型

主机与主机之间在传输数据中，数据时要通过层层处理的。

假如主机A要发送给主机B一封电子邮件，这封邮件会经过上面7层的顺序进行处理：

1. 当你填写好收件人和收件人地址点击发送的按钮的那一刻 ，相当于进入了应用层，有应用层协议处理。这个协议会在所要传输的数据前端附加一个首部标签，标明了邮件内容和收件人。
2. 表示层会将数据从“某个计算机特定的数据格式”转换为“网络通用的标准数据格式”。
3. 会话层会给传送的数据前段在附加一个标签，标签里面记录着数据传送的顺序。
4. 传输层会为确保所传输的数据到达目标地址，在两个主机之间进行确认，如果数据没有到达，他会负责重新发送。在传输的数据附加首部以识别这一分层的数据。
5. 网络层会将上层接收到的数据和发送的地址信息（源ip地址和目的ip地址）一起发送给下面的数据链路层
6. 数据链路层为了可以使传输介质互连的设备之间能进行数据处理，会将MAC地址信息的首部附加到从上一层接收到的数据上。
7. 物理层会将数据的0，1转换为电业和脉冲光传输给物理的传输介质，使得相互直连的设备之间使用地址实现传输。
   当主机B接收到这个数据中，会从下到上的在经过层层处理的到主机A发送的电子邮件。

二、TCP/IP与OSI参考模型

1.应用层

应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

2.传输层

在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。

2.1端口号

端口号（Prort）标识了主机上进行通信的不同的应用程序。在TCP/IP协议中，用“源IP”，“源端口号”，“目的IP”，“目的端口号”，“协议号”这样一个五元组来标识一个通信。
ps:一个进程可以有多个端口号，但一个端口号不能绑定多个进程。

2.2UDP协议

UDP协议特点：

• 无连接，知道对端的IP和端口号就直接进行传输，不需要建立连接；
• 不可靠，没有确认和充传机制，容易丢包或者，因网络故障无法发到对方。
• 面向数据报，不能够领过控制读写数据的次数和数量，传输的速度快，传输的数据量大，一次最多传64K。

2.3TCP协议

TCP协议特点：

• 有连接，通过确认应答机制建立连接
• 传输可靠
• 面向字节流

TCP三次握手

发送端首先发送一个带SYN标志的数据包给对方。接收端收到后，回传一个带有SYN/ACK标志的数据包以示传达确认消息。最后，发送端再回传一个带ACK标志的数据包代表“握手”结束。
若在握手过程中某个阶段莫名中断，TCP协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。
通俗的理解：
第一次：客户端发送请求到服务器，服务器知道客户端发送，自己接收正常。
第二次：服务器发给客户端，客户端知道自己发送、接收正常，服务器接收、发送正常。
第三次：客户端发给服务器：服务器知道客户端发送，接收正常，自己接收，发送也正常.

TCP四次挥手

发送端首先发送一个带FIN标志的数据包给对方。接收端收到后，回传一个带有ACK标志的数据包，接收端进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。服务端会再给客户端发送一个带有FIN/ACK标志的数据包，客户端收到服务端确认请求后，回传一个带有ACK的数据包，客户端会等2MSL后进入CLOSE状态，而服务端接收到客户端的回传后立即进入CLOSE状态。
通俗理解：
第一次：客户端请求断开FIN。
第二次：服务器确认客户端的断开请求ACK。
第三次：服务器请求断开FIN。
第四次：客户端确认服务器的断开ACK。

3.网络层

负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。 给从上一层的数据报封装一层IP报头。
主机：配有IP地址但是不进行路由控制的设备
路由器：配有IP地址，也进行路由控制的设备
节点：路由器和主机的总称

4.链路层

对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。

4.1MAC地址

MAC地址用来识别数据链路层中 相连的节点

4.2MAC地址和IP地址的区别

IP地址描述的是路途总体的起点和终点；
MAC地址是描述路途上的每一个区间的起点和终点

4.3ARP和RARP

当数据包从网络层到应用层后，本机会先查询本机的ARP缓存表，如果没有，就在当前网段内广播发送一个ARP请求包，这个包中含有想得到MAC地址的主机IP地址，所有主机接收到后，检查自身IP地址是否与目的IP相同，如果不相同则丢弃，相同就返回给一个包含自身MAC地址的ARP响应包。
ARP是将IP地址转化为MAC地址
RARP是将MAC地址转化为IP地址