网络模型与TCP协议

内容:

  1. 图解Http第一章解读、URI与URL的区别
  2. OSI的7层模型和TCP/IP4层模型是什么
  3. 理解应用层协议是什么
  4. 理解传输层协议是什么
  5. 理解TCP协议的三步握手流程
  6. 理解TCP协议的四步挥手流程

注意:

  1. 客户端不一定是浏览器,但是浏览器是一种客户端
  2. URI比URL更加宽泛

TCP/IP四层模型


问题:

  1. 什么是OSI七层模型?
  2. 什么是TCP/IP四层模型?
  3. 应用层和传输层有哪些协议?
  4. 如何理解TCP/IP四层模型?

OSI模型wiki

开放式系统互联通信参考模型(英语:Open System Interconnection Reference Model,缩写为 OSI),简称为OSI模型(OSI model),由国际标准化组织于1984年提出。

应用层

应用层(Application Layer)提供为应用软件而设的接口,以设置与另一应用软件之间的通信。例如: HTTPHTTPSFTPTELNETSSHSMTPPOP3等。

表示层

表达层(Presentation Layer)把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式。

会话层

会话层(Session Layer)负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接。

传输层

传输层(Transport Layer)把传输表头(TH)加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:TCP、UDP等。

网络层

网络层(Network Layer)决定数据的路径选择和转寄,将网络表头(NH)加至数据包,以形成分组。网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议(IP)等。

数据链路层

数据链路层(Data Link Layer)负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时,会形成帧。数据链表头(DLH)是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾(DLT)是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网(Wi-Fi)和通用分组无线服务(GPRS)等。

物理层

物理层(Physical Layer)在局部局域网上传送数据帧(data frame),它负责管理计算机通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机适配器等。

TCP/IP四层模型

一个故事

饥人谷和hungervalley分别是中国和美国两个豪门家族,小饥和hunger是两个家族的继承人,每年新年两个家族都会致信问候。

小谷/应用层
豪门写个信规矩真是多,约个游戏还得写一堆敬语

尊敬的hunger:
      代表我和我的家族给您和您的家族送上新年诚挚的问候。
      春节来我家玩啊,一起吃鸡...

      您最诚挚的好友
      小谷

管家/传输层

豪门得有豪门的规矩,我得先打个电话给美国hungervalley家族的管家B通通气。

A:我们家要给你们家发信了,收到请回答
B: 收到,你发吧,收到请回答
C:收到

对了,hunger家的门牌号是多少来着,得写到信封上

邮差/网络层

hungervalley家族的地址和小区名称是什么?我写到信封上。

邮筒/数据链路层

信封的尺寸不能超过7寸,大了放不进去。另外别忘了贴邮票。
应用层

应用层是大多数普通与网络相关的程序为了通过网络与其他程序通信所使用的层。这个层的处理过程是应用特有的;数据从网络相关的程序以这种应用内部使用的格式进行传送,然后被编码成标准协议的格式。每一个应用层协议一般都会使用到传输层协议TCP和UDP协议之一:

运行在TCP协议上的协议:

  1. HTTP(80端口),主要用于普通浏览。
  2. HTTPS(443端口),HTTP协议的安全版本。
  3. FTP(20和21端口),由名知义,用于文件传输。
  4. POP3(110端口),收邮件用。
  5. SMTP(25端口),用来发送电子邮件。
  6. SSH(22端口),用于加密安全登陆用。

运行在UDP协议上的协议:

  1. DHCP(67端口,动态主机配置协议),动态配置IP地址。

其他:

  1. DNS(Domain Name Service,域名服务),用于完成地址查找,邮件转发等工作(运行在TCP和UDP协议上)。
  2. SNMP(Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议),用于网络信息的收集和网络管理。
  3. ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议),用于动态解析以太网硬件的地址。
传输层

解决诸如端到端可靠性(数据是否已经到达目的地?)和保证数据按照正确的顺序到达这样的问题。TCP、UDP都是传输层协议。

网络层

解决在一个单一网络上传输数据包的问题。IP协议是网络层协议。

数据链路层

它是数据包从一个设备的网络层传输到另外一个设备的网络层的方法。这个过程能够在网卡的软件驱动程序中控制或者专用芯片中控制。这将完成如添加报头准备发送、通过实体介质实际发送这样一些数据链路功能。另一端,链路层将完成数据帧接收、去除报头并且将接收到的包传到网络层。

TCP三步握手和四步挥手


学完本节回答以下问题:

  1. 什么是TCP协议的三步握手?
  2. 什么是TCP协议的四步挥手?
  3. 为什么握手要三步,挥手却是四步?

关于TCP协议

TCP(Transmission Control Protocol, 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。与之对应的是UDP(User Datagram Protocol ,用户数据报协议),是不可靠的传输层协议。

三步握手

可以想象两人用对讲机交谈。

A:我准备好了你准备好了吗,收到请回答。
B:收到收到,我也准备好了,收到请回答。
A:收到收到

image.png
  1. 客户端发送 SYN报文给服务器端,序列号是n,进入 SYN_SEND 状态。
  2. 服务器端收到 SYN 报文,回应一个ACK(序列号是n+1)同时发一个 SYN (序列号是m),进入 SYN_RECV 状态。
  3. 客户端收到服务器端的 SYN 报文,回应一个 ACK(序列号是m+1)报文,进入 Established 状态。

四步挥手

image.png
  1. 客户端发送一个 FIN ,告诉服务器想关闭连接。
  2. 服务器收到这个 FIN ,发回一个 ACK。
  3. 服务器通知应用程序关闭网络连接,应用程序关闭后通知服务器。
  4. 服务器发送一个 FIN 给客户端 。客户端发回 ACK 报文确认

为什么挥手要四步

这是因为服务端的 LISTEN 状态下的 SOCKET 当收到客户端建立连接请求的SYN 报文后,它可以把 ACK 和 SYN ( ACK 起应答作用,而 SYN 起同步作用)放在一个报文里来发送。但关闭连接时,当服务器收到客户端的 FIN 报文通知时,服务器只能发一个回应报文ACK:“哦,我知道了”,然后通知应用程序。应用程序完成全部数据发送并确定可以终止了,服务器才能发送FIN告诉客户端可以真正断开连接了。所以这一步ACK报文和FIN报文需要分开发送,因此多了一个步骤。

TCP报文格式

image.png
  • ACK : TCP协议规定,只有ACK=1时有效,也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1。
  • SYN(SYNchronization) : 在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时,表明这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接,则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1. 因此, SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。
  • FIN (finis)即完,终结的意思, 用来释放一个连接。当 FIN = 1 时,表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕,并要求释放连接。

参考

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,558评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,002评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,036评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,024评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,144评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,255评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,295评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,068评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,478评论 1 305
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,789评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,965评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,649评论 4 336
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,267评论 3 318
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,982评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,223评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,800评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,847评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容