1阿趁、簡(jiǎn)述osi七層模型和TCP/IP五層模型

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常分不同層次進(jìn)行開發(fā)户秤，每一層分別負(fù)責(zé)不同的通行功能吐根。

OSI七層模型

OSI：Open System Internetconnection(開放系統(tǒng)互聯(lián))赔蒲，由ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義忧额；目的是規(guī)范網(wǎng)絡(luò)環(huán)境厘肮，實(shí)現(xiàn)軟硬件兼容；自上而下共分為七層

應(yīng)用層：各種應(yīng)用程序及接口

表示層：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換睦番，加密类茂、壓縮

會(huì)話層：維持不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)分離

傳輸層：提供可靠的端到端的報(bào)文傳輸和差錯(cuò)控制

網(wǎng)絡(luò)層：將分組從源端到目的端，提供路由選擇

數(shù)據(jù)鏈路層：將分組數(shù)據(jù)封裝成幀托嚣，提供節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的方式傳輸

物理層：在媒體上傳輸比特巩检，提供電氣和機(jī)械的規(guī)約

特點(diǎn)：上層依賴于下層，下層為上層提供服務(wù)

TCP/IP五層模型

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議屬于網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議示启。TCP提供IP環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠傳輸兢哭，它提供的服務(wù)包括數(shù)據(jù)流傳送、可靠性夫嗓、有效流控迟螺、全雙工操作和多路復(fù)用。通過面向連接舍咖、端到端和可靠的數(shù)據(jù)包發(fā)送矩父。TCP/IP的應(yīng)用層相當(dāng)于OSI七層協(xié)議的應(yīng)用層、表示層排霉、會(huì)話層窍株，其他各層一一對(duì)應(yīng)。

2攻柠、總結(jié)描述TCP三次握手四次揮手

上圖為TCP整個(gè)完整的通信過程夹姥，首先經(jīng)過三次握手建立連接(綠色部分)，連接建立后可以正常通信(藍(lán)色部分)辙诞，通信完畢需要四次揮手?jǐn)嚅_連接(紅色部分)

三次握手

tcp是可靠的傳輸控制協(xié)議，三次握手能保證數(shù)據(jù)可靠傳輸又能提高傳輸效率轻抱。

如果client向server發(fā)送的第一條請(qǐng)求連接報(bào)文段由于網(wǎng)絡(luò)原因飞涂，延遲發(fā)送。由于client沒有接收到server對(duì)SYN的確認(rèn)報(bào)文段祈搜，會(huì)重發(fā)SYN報(bào)文较店。server回復(fù)ACK，建立連接容燕。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢梁呈，這條連接正常關(guān)閉。這時(shí)蘸秘，延遲的SYN報(bào)文發(fā)送到server,服務(wù)器誤認(rèn)為這是client重新發(fā)送的同步報(bào)文官卡，又回復(fù)了一個(gè)ACK蝗茁，和客戶端建立了連接。

如果server給client發(fā)送的ACK報(bào)文寻咒，由于網(wǎng)絡(luò)原因哮翘，報(bào)文被丟棄，但server認(rèn)為已經(jīng)建立好連接毛秘，但是client沒有收到server發(fā)來的確認(rèn)報(bào)文饭寺，認(rèn)為沒有建立好連接。client會(huì)重新發(fā)送SYN報(bào)文叫挟，此時(shí)server已經(jīng)處于ESTABLISHED狀態(tài)艰匙，認(rèn)為已經(jīng)建立好連接。

如果client向server發(fā)送了第一條請(qǐng)求連接報(bào)文段抹恳，但發(fā)送過后client由于程序關(guān)閉或超時(shí)導(dǎo)致直接關(guān)閉员凝，但server收到了客戶端發(fā)來的請(qǐng)求，并回復(fù)ACK報(bào)文适秩，建立連接绊序。這樣會(huì)浪費(fèi)服務(wù)器的資源。

四次揮手

客戶端向服務(wù)器發(fā)送連接釋放報(bào)文段并停止發(fā)送數(shù)據(jù)秽荞。此報(bào)文段中終止控制位FIN=1骤公，seq=u（等于前面已傳送過的數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)加1）。此時(shí)A進(jìn)入FIN-WAIT-1（終止等待1）狀態(tài)扬跋。TCP規(guī)定阶捆，F(xiàn)IN報(bào)文段即使不攜帶數(shù)據(jù)也要消耗一個(gè)序號(hào)。

服務(wù)器收到連接釋放報(bào)文段后就發(fā)出確認(rèn)報(bào)文段钦听。此報(bào)文段中確認(rèn)號(hào)ack=u+1洒试，seq=v（等于前面已傳送過的數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)加1）。此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入CLOSE-WAIT（關(guān)閉等待）狀態(tài)朴上。TCP服務(wù)器進(jìn)程通知應(yīng)用進(jìn)程垒棋，客戶端到服務(wù)器的連接釋放了，這時(shí)的TCP連接處于半關(guān)閉（half-close）狀態(tài)痪宰，但服務(wù)器到客戶端的連接并未關(guān)閉叼架，此時(shí)服務(wù)器發(fā)數(shù)據(jù)，客戶端仍要接收衣撬。

客戶端收到服務(wù)器的確認(rèn)后乖订，就進(jìn)入FIN-WAIT2（終止等待2）狀態(tài)，等待服務(wù)器發(fā)出的連接釋放報(bào)文段

如果服務(wù)器已沒有要發(fā)送的數(shù)據(jù)具练，就發(fā)送連接釋放報(bào)文段乍构。此報(bào)文段中FIN=1，seq=w（在半關(guān)閉狀態(tài)中B可能發(fā)送了數(shù)據(jù)）扛点，ack=u+1哥遮。此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入LAST-ACK（最后確認(rèn)）狀態(tài)

客戶端收到了服務(wù)器的連接釋放報(bào)文段后就發(fā)出確認(rèn)報(bào)文段岂丘。此報(bào)文段中ACK=1，ack=w+1昔善，seq=u+1元潘。此時(shí)客戶端進(jìn)入TIME-WAIT（時(shí)間等待）狀態(tài)

此時(shí)TCP連接還沒有釋放掉，必須經(jīng)過時(shí)間等待計(jì)時(shí)器（TIME-WAIT timer）設(shè)置的2倍的最長(zhǎng)報(bào)文段壽命MSL（Maximum Segment Lifetime）后君仆，客戶端才進(jìn)入到CLOSED狀態(tài)翩概。MSL建議設(shè)為2分鐘。當(dāng)客戶端撤銷相應(yīng)的傳輸控制塊TCB后返咱，就結(jié)束了這次TCP連接

服務(wù)器收到客戶端的確認(rèn)報(bào)文钥庇，就進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。服務(wù)器撤銷相應(yīng)的傳輸控制塊TCB后咖摹，就結(jié)束了這次的TCP連接

3评姨、描述TCP和UDP區(qū)別

1）基于連接vs無連接

TCP是面向連接的協(xié)議，而UDP是無連接的協(xié)議萤晴。

2）可靠性不同

TCP提供交付保證,這意味著一個(gè)使用TCP協(xié)議發(fā)送的消息是保證交付給客戶端的吐句。如果消息在傳輸過程中丟失,那么它將重發(fā),這是由TCP協(xié)議本身控制的。另一方面,UDP是不可靠的,它不提供任何交付的保證店读。一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)包在運(yùn)輸途中可能會(huì)丟失嗦枢。這就是為什么UDP是不適合保證交付的項(xiàng)目。

3）有序性

TCP保證了消息的有序性屯断。該消息將以從服務(wù)器端發(fā)出的同樣的順序發(fā)送到客戶端文虏，盡管這些消息到網(wǎng)絡(luò)的另一端時(shí)可能是無序的。TCP協(xié)議將會(huì)為你排好序殖演。UDP不提供任何有序性或序列性的保證氧秘。數(shù)據(jù)包將以任何可能的順序到達(dá)。這就是為什么TCP是適合需要順序交付方式的應(yīng)用趴久，盡管有基于UDP的協(xié)議通過使用序列號(hào)和重傳來提供有序和可靠性的應(yīng)用

4）速度

TCP速度比較慢丸相，而UDP速度比較快，因?yàn)門CP必須創(chuàng)建連接彼棍，以保證消息的可靠交付和有序性已添，他需要做比UDP多的多的事。這就是為什么UDP更適用于對(duì)速度比較敏感的應(yīng)用滥酥，例如：在線視頻媒體，電視廣播和多人在線游戲畦幢。

5）頭大小

TCP具有比UDP更大的頭坎吻。一個(gè)TCP數(shù)據(jù)包報(bào)頭的大小是20字節(jié)，每行32位宇葱，5行瘦真。UDP數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭是8個(gè)字節(jié)刊头，每行32位，2行诸尽。TCP報(bào)頭中包含序列號(hào)原杂，ACK號(hào)，數(shù)據(jù)偏移量您机，保留穿肄，控制位，窗口际看，緊急指針咸产，可選項(xiàng)，填充項(xiàng)仲闽，校驗(yàn)位脑溢，源端口和目的端口。而UDP報(bào)頭只包含長(zhǎng)度赖欣，源端口號(hào)屑彻，目的端口，和校驗(yàn)和顶吮。

6）擁塞或流控制

TCP有流量控制社牲。在任何用戶數(shù)據(jù)可以被發(fā)送之前，TCP需要三數(shù)據(jù)包來設(shè)置一個(gè)套接字連接云矫。TCP處理的可靠性和擁塞控制膳沽。另一方面，UDP不能進(jìn)行流量控制让禀。