一脐湾、網(wǎng)絡(luò)概覽

1、OSI七層協(xié)議

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圖片編輯地址：https://kdocs.cn/l/sb9rZCiLcWQA?f=130

2叙淌、TCP/IP四層結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層奔穿。從實質(zhì)上講磷瘤，只有上邊三層，網(wǎng)絡(luò)接口層沒有什么具體的內(nèi)容茂洒。

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3孟岛、五層七層體系結(jié)構(gòu)概覽：應(yīng)用層、運輸層督勺、網(wǎng)絡(luò)層渠羞、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。五層協(xié)議只是OSI和TCP/IP的綜合智哀，實際應(yīng)用還是TCP/IP的四層結(jié)構(gòu)次询。為了方便可以把下兩層稱為網(wǎng)絡(luò)接口層。

模型結(jié)構(gòu)：

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二瓷叫、各層的作用

1屯吊、物理層：

??主要定義物理設(shè)備標準，如網(wǎng)線的接口類型赞辩、光纖的接口類型雌芽、各種傳輸介質(zhì)的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸比特流（就是由1辨嗽、0轉(zhuǎn)化為電流強弱來進行傳輸,到達目的地后在轉(zhuǎn)化為1世落、0，也就是我們常說的數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換）。這一層的數(shù)據(jù)叫做比特屉佳。

2谷朝、數(shù)據(jù)鏈路層：

??定義了如何讓格式化數(shù)據(jù)以進行傳輸，以及如何讓控制對物理介質(zhì)的訪問武花。這一層通常還提供錯誤檢測和糾正圆凰，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

3体箕、網(wǎng)絡(luò)層：

??在位于不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)中的兩個主機系統(tǒng)之間提供連接和路徑選擇专钉。Internet的發(fā)展使得從世界各站點訪問信息的用戶數(shù)大大增加，而網(wǎng)絡(luò)層正是管理這種連接的層累铅。

4跃须、運輸層：

??定義了一些傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議和端口號（WWW端口80等），如：
??TCP（transmission control protocol – 傳輸控制協(xié)議娃兽，傳輸效率低菇民，可靠性強，用于傳輸可靠性要求高投储，數(shù)據(jù)量大的數(shù)據(jù)）
??UDP（user datagram protocol–用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議第练，與TCP特性恰恰相反，用于傳輸可靠性要求不高玛荞，數(shù)據(jù)量小的數(shù)據(jù)娇掏，如QQ聊天數(shù)據(jù)就是通過這種方式傳輸?shù)模?主要是將從下層接收的數(shù)據(jù)進行分段和傳輸，到達目的地址后再進行重組冲泥。常常把這一層數(shù)據(jù)叫做段驹碍。

5、會話層：

??通過運輸層（端口號：傳輸端口與接收端口）建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐贩不小Ｖ饕谀愕南到y(tǒng)之間發(fā)起會話或者接受會話請求（設(shè)備之間需要互相認識可以是IP也可以是MAC或者是主機名）

6志秃、表示層：

??可確保一個系統(tǒng)的應(yīng)用層所發(fā)送的信息可以被另一個系統(tǒng)的應(yīng)用層讀取。例如嚼酝，PC程序與另一臺計算機進行通信浮还，其中一臺計算機使用擴展二一十進制交換碼（EBCDIC），而另一臺則使用美國信息交換標準碼（ASCII）來表示相同的字符闽巩。如有必要钧舌，表示層會通過使用一種通格式來實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。

7涎跨、應(yīng)用層：

??是最靠近用戶的OSI層洼冻。這一層為用戶的應(yīng)用程序（例如電子郵件、文件傳輸和終端仿真）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)隅很。

三撞牢、UDP

??定義：UDP協(xié)議全稱是用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中它與TCP協(xié)議一樣用于處理數(shù)據(jù)包，是一種無連接的協(xié)議屋彪。在OSI模型中所宰，在第四層——傳輸層，處于IP協(xié)議的上一層畜挥。UDP有不提供數(shù)據(jù)包分組仔粥、組裝和不能對數(shù)據(jù)包進行排序的缺點，也就是說蟹但，當報文發(fā)送之后躯泰，是無法得知其是否安全完整到達的。他有如下特點：

1矮湘、面向無連接

??首先 UDP 是不需要和 TCP一樣在發(fā)送數(shù)據(jù)前進行三次握手建立連接的斟冕，想發(fā)數(shù)據(jù)就可以開始發(fā)送了。并且也只是數(shù)據(jù)報文的搬運工缅阳，不會對數(shù)據(jù)報文進行任何拆分和拼接操作。
??具體來說就是：
?? * 在發(fā)送端景描，應(yīng)用層將數(shù)據(jù)傳遞給傳輸層的 UDP 協(xié)議十办，UDP 只會給數(shù)據(jù)增加一個 UDP 頭標識下是 UDP 協(xié)議，然后就傳遞給網(wǎng)絡(luò)層了
?? * 在接收端超棺，網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)傳遞給傳輸層向族，UDP 只去除 IP 報文頭就傳遞給應(yīng)用層，不會任何拼接操作

2棠绘、有單播件相，多播，廣播的功能

??UDP 不止支持一對一的傳輸方式氧苍，同樣支持一對多夜矗，多對多，多對一的方式让虐，也就是說 UDP 提供了單播紊撕，多播，廣播的功能赡突。

3对扶、UDP是面向報文的

??發(fā)送方的UDP對應(yīng)用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付IP層惭缰。UDP對應(yīng)用層交下來的報文浪南，既不合并，也不拆分漱受，而是保留這些報文的邊界络凿。因此，應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報文

4、不可靠性

??首先不可靠性體現(xiàn)在無連接上喷众，通信都不需要建立連接各谚，想發(fā)就發(fā)，這樣的情況肯定不可靠到千。
??并且收到什么數(shù)據(jù)就傳遞什么數(shù)據(jù)昌渤，并且也不會備份數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)也不會關(guān)心對方是否已經(jīng)正確接收到數(shù)據(jù)了憔四。
??再者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時好時壞膀息，但是 UDP 因為沒有擁塞控制，一直會以恒定的速度發(fā)送數(shù)據(jù)了赵。即使網(wǎng)絡(luò)條件不好潜支，也不會對發(fā)送速率進行調(diào)整。這樣實現(xiàn)的弊端就是在網(wǎng)絡(luò)條件不好的情況下可能會導(dǎo)致丟包柿汛，但是優(yōu)點也很明顯冗酿，在某些實時性要求高的場景（比如電話會議）就需要使用 UDP 而不是 TCP。

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??從上面的動態(tài)圖可以得知络断，UDP只會把想發(fā)的數(shù)據(jù)報文一股腦的丟給對方裁替，并不在意數(shù)據(jù)有無安全完整到達。

5貌笨、頭部開銷小弱判，傳輸數(shù)據(jù)報文時是很高效的。

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UDP 頭部包含了以下幾個數(shù)據(jù)：

• 兩個十六位的端口號锥惋，分別為源端口（可選字段）和目標端口
• 整個數(shù)據(jù)報文的長度
• 整個數(shù)據(jù)報文的檢驗和（IPv4 可選 字段）昌腰，該字段用于發(fā)現(xiàn)頭部信息和數(shù)據(jù)中的錯誤

??因此 UDP 的頭部開銷小，只有八字節(jié)膀跌，相比 TCP 的至少二十字節(jié)要少得多遭商，在傳輸數(shù)據(jù)報文時是很高效的

三、TCP

??定義：當一臺計算機想要與另一臺計算機通訊時淹父，兩臺計算機之間的通信需要暢通且可靠株婴，這樣才能保證正確收發(fā)數(shù)據(jù)。例如暑认，當你想查看網(wǎng)頁或查看電子郵件時困介，希望完整且按順序查看網(wǎng)頁，而不丟失任何內(nèi)容蘸际。當你下載文件時座哩，希望獲得的是完整的文件，而不僅僅是文件的一部分粮彤，因為如果數(shù)據(jù)丟失或亂序根穷，都不是你希望得到的結(jié)果姜骡，于是就用到了TCP。
??TCP協(xié)議全稱是傳輸控制協(xié)議是一種面向連接的屿良、可靠的圈澈、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，由 IETF 的RFC 793定義尘惧。TCP 是面向連接的康栈、可靠的流協(xié)議。流就是指不間斷的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)喷橙，你可以把它想象成排水管中的水流啥么。

1、TCP連接過程

如下圖所示贰逾，可以看到建立一個TCP連接的過程為（三次握手的過程）:

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（1）第一次握手：客戶端向服務(wù)端發(fā)送連接請求報文段悬荣。該報文段中包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號。請求發(fā)送后疙剑，客戶端便進入 SYN-SENT 狀態(tài)氯迂。
（2）第二次握手：服務(wù)端收到連接請求報文段后，如果同意連接言缤，則會發(fā)送一個應(yīng)答囚戚，該應(yīng)答中也會包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號，發(fā)送完成后便進入 SYN-RECEIVED 狀態(tài)轧简。
（3）第三次握手：當客戶端收到連接同意的應(yīng)答后，還要向服務(wù)端發(fā)送一個確認報文匾二∠溃客戶端發(fā)完這個報文段后便進入 ESTABLISHED 狀態(tài)，服務(wù)端收到這個應(yīng)答后也進入 ESTABLISHED 狀態(tài)察藐，此時連接建立成功皮璧。

這里可能大家會有個疑惑：為什么 TCP 建立連接需要三次握手，而不是兩次分飞？這是因為這是為了防止出現(xiàn)失效的連接請求報文段被服務(wù)端接收的情況悴务，從而產(chǎn)生錯誤。

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2譬猫、TCP斷開鏈接

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TCP 是全雙工的讯檐，在斷開連接時兩端都需要發(fā)送 FIN 和 ACK。

（1）第一次握手：若客戶端 A 認為數(shù)據(jù)發(fā)送完成染服，則它需要向服務(wù)端 B 發(fā)送連接釋放請求别洪。
（2）第二次握手：B 收到連接釋放請求后，會告訴應(yīng)用層要釋放 TCP 鏈接柳刮。然后會發(fā)送 ACK 包挖垛，并進入 CLOSE_WAIT 狀態(tài)痒钝，此時表明 A 到 B 的連接已經(jīng)釋放，不再接收 A 發(fā)的數(shù)據(jù)了痢毒。但是因為 TCP 連接是雙向的送矩，所以 B 仍舊可以發(fā)送數(shù)據(jù)給 A。
（3）第三次握手：B 如果此時還有沒發(fā)完的數(shù)據(jù)會繼續(xù)發(fā)送哪替，完畢后會向 A 發(fā)送連接釋放請求栋荸，然后 B 便進入 LAST-ACK 狀態(tài)。
（4）第四次握手：A 收到釋放請求后夷家，向 B 發(fā)送確認應(yīng)答蒸其，此時 A 進入 TIME-WAIT 狀態(tài)。該狀態(tài)會持續(xù) 2MSL（最大段生存期库快，指報文段在網(wǎng)絡(luò)中生存的時間摸袁，超時會被拋棄） 時間，若該時間段內(nèi)沒有 B 的重發(fā)請求的話义屏，就進入 CLOSED 狀態(tài)靠汁。當 B 收到確認應(yīng)答后，也便進入 CLOSED 狀態(tài)闽铐。

3蝶怔、TCP協(xié)議的特點

（1）面向連接：面向連接，是指發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須在兩端建立連接兄墅。建立連接的方法是“三次握手”踢星，這樣能建立可靠的連接。建立連接隙咸，是為數(shù)據(jù)的可靠傳輸打下了基礎(chǔ)沐悦。 
（2）僅支持單播傳輸：每條TCP傳輸連接只能有兩個端點，只能進行點對點的數(shù)據(jù)傳輸五督，不支持多播和廣播傳輸方式藏否。 
（3）面向字節(jié)流：TCP不像UDP一樣那樣一個個報文獨立地傳輸，而是在不保留報文邊界的情況下以字節(jié)流方式進行傳輸充包。 
（4）可靠傳輸：對于可靠傳輸副签，判斷丟包，誤碼靠的是TCP的段編號以及確認號基矮。TCP為了保證報文傳輸?shù)目煽肯ⅲ徒o每個包一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收愈捅。然后接收端實體對已成功收到的字節(jié)發(fā)回一個相應(yīng)的確認(ACK)遏考；如果發(fā)送端實體在合理的往返時延(RTT)內(nèi)未收到確認，那么對應(yīng)的數(shù)據(jù)（假設(shè)丟失了）將會被重傳蓝谨。 
（5）提供擁塞控制：當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的時候灌具，TCP能夠減小向網(wǎng)絡(luò)注入數(shù)據(jù)的速率和數(shù)量青团，緩解擁塞 
（6）TCP提供全雙工通信：TCP允許通信雙方的應(yīng)用程序在任何時候都能發(fā)送數(shù)據(jù)，因為TCP連接的兩端都設(shè)有緩存咖楣，用來臨時存放雙向通信的數(shù)據(jù)督笆。當然，TCP可以立即發(fā)送一個數(shù)據(jù)段诱贿，也可以緩存一段時間以便一次發(fā)送更多的數(shù)據(jù)段（最大的數(shù)據(jù)段大小取決于MSS）

四娃肿、TCP和UDP的比較

1、圖片展示對比

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文檔地址：https://kdocs.cn/l/slRZYAOmuhqT?f=130

2珠十、UDP 和 TCP 的應(yīng)用

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文檔地址：https://kdocs.cn/l/slRZYAOmuhqT?f=130

參考博客：
https://segmentfault.com/a/1190000021815671
https://www.cnblogs.com/fundebug/p/differences-of-tcp-and-udp.html
https://www.cnblogs.com/wxd0108/p/7597216.html