面试官：讲讲七层网络模型与TCP三次握手与四次挥手？

Posted 2021-04-07 狼王编程

目前，很多面试场景都开始重视基础知识的考察，比如：操作系统、IO（BIO、NIO、AIO）、网络、数据结构和算法等等。这不，就有小伙伴被面试官问到了网络的七层模型和TCP三次握手与四次断开的问题。

C/S架构

客户端/服务端架构

OSI七层架构

七层模型，亦称OSI（Open System Interconnection）参考模型，是参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。它是一个七层的、抽象的模型体，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。

分层如下。

应用层 (Application)

网络服务与最终用户的一个接口。协议有：HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP

表示层（Presentation Layer）

数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）格式有，JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等

会话层（Session Layer）

建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层）对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话

传输层 (Transport)

定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。协议有：TCP UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层

网络层 (Network)

数据链路层 (Link)

物理层（Physical Layer）

建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）

TCP的三次握手和四次断开

相对于SOCKET开发者,TCP创建过程和链接折除过程是由TCP/IP协议栈自动创建的.因此开发者并不需要控制这个过程.但是对于理解TCP底层运作机制,相当有帮助.

TCP三次握手

所谓三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息.在socket编程中，客户端执行connect()时。将触发三次握手。

第一次握手

客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

第二次握手

服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时，将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的I S N加1以.即X+1。

第三次握手

客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来ACK的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写ISN的+1

TCP四次断开

TCP的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，在socket编程中，任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。

第一次断开

Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。

第二次断开

Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。

第三次断开

Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。

第四次断开

Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

Socket

Socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。Socket就是该模式的一个实现，Socket即是一种特殊的文件，一些Socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

Socket和File的区别

File模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】

Socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

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