网络模型以及 TCPUDP 介绍

Posted 2022-01-24 superkx

OSI 七层模型和 TCP/IP 五层模型介绍

OSI 七层模型：

• 应用层
• 表示层
• 会话层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

TCP/IP 四层模型：

• 应用层
• 传输层
• 互联网层
• 数据链路层
• 网络接口层

什么是 TCP 和 UDP，两者有什么区别

对比	TCP	UDP
名称	Transmission Control Protocol（传输控制协议）	User Datagram Protocol（用户数据包协议）
用途	是一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通信协议	是一种无需建立连接就可以发送数据的一种协议
特性	工作在传输层 面向连接 全双工 半关闭 错误检查 数据分片 确认机制 数据恢复、重传 流量控制、滑动窗口 拥塞控制、慢启动和拥塞避免算法	工作在传输层 非面向连接 有限的错误检查 传输性能高 无数据恢复特性
缺点	需要消耗较多的网络带宽，以及需要更多的处理性能	无法保证数据的可靠性
使用场景	访问网站、下载资源等	游戏、直播、语音等

TCP 三次握手和四次挥手

TCP 三次握手过程

TCP 是一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。为什么说可靠？因为 TCP 协议在传输数据时，客户端和服务端会有一个建立连接的过程，只有建立了连接，才能开始传输数据。为了在复杂的网络环境下，保证建立连接的可靠性，也就有了常说的 TCP 三次握手，通过三次握手机制来保证连接的可靠性。

1. 第一次握手：客户端向服务器端发起请求连接，客户端会发送一个 SYN（SEQ=x） 包，同时客户端进入 SYN_SEND 状态。

2. 第二次握手：服务器端收到 SYN 报文之后，会回应一个 SYN+ACK（SEQ=y，ACK=x+1）包，并进入 SYN_RECV 状态。

3. 第三次握手：客户端收到服务器端的 SYN 报文，并回应一个 ACK（ACK=y+1）包，同时进入 Established 状态。

四次挥手过程

假如客户端主动发起关闭连接：

1. 第一次挥手：客户端发起关闭连接请求，会先服务端发送一个 FIN 包，表示要关闭连接。同时客户端进入 FIN-WAIT-1 状态。
2. 第二次挥手：服务端发送 ACK 包，表示自己进入了关闭等待状态 CLOSE-WAIT。同时客户端变为 FIN-WAIT-2状态。

• 此时服务端还可以向客户端发送未发送的数据，客户端也还可以接收数据。

3. 第三次挥手：服务端在发送完数据之后，会向客户端发送 FIN 包，并进入最后确认状态 LAST-ACK。
4. 第四次挥手：客户端收到之后，回复 ACK 包：

• 客户端同时进入超时等待状态 TIME-WAIT，并经过超时时间后关闭连接（CLOSED）。
• 而服务端收到客户端的 ACK 包之后，立即进入关闭连接（CLOSED）。

为什么第四次挥手，客户端需要等待超时时间再关闭？

这是为了保证服务端已收到 ACK 包：

• 因为假设客户端发送完最后一包 ACK 包后就释放了连接，一旦 ACK 包在网络中丢失，服务端将一直停留在最后确认状态 LAST-ACK。
• 如果客户端发送最后一包 ACK 包后，等待一段时间，这时服务器因为没有收到 ACK 包，会重发 FIN 包，客户端会响应这个 FIN 包，并重发 ACK 包并刷新超时时间。