网络七层协议

Posted 2022-01-17 dida-1209

网络七层协议由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

什么是应用层？

用户使用的都是应用程序，均工作于应用层 TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了”应用层”

什么是传输层？

网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层功能：建立端口到端口的通信

补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

什么是网络层？

具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等，标识了源MAC/IP，目标MAC/IP，地址管理和路由选择。

数据链路层中会把网络层的数据包封装到数数据链路层的数据位置，然后再添加上自己的包头，再发给物理层，物理层发给网关，网关再广播

各层协议、设备：

应用层有HTTP协议（超文本传输协议）、文件传送协议FTP、简单邮件传送协议SMTP、DNS域名解析协议（一种将域名转ip的internet服务）

传输层有TCP协议，UDP、RTP、DCCP等

网络层有IP协议，IPX、RIP、OSPF等

HTTP协议是基于TCP连接的，TCP/IP是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输；而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，是它的一组接口。

中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也工作在物理层；网桥（现已很少使用）、以太网交换机（二层交换机）、网卡（其实网卡是一半工作在物理层、一半工作在数据链路层）在数据链路层；路由器、三层交换机在网络层；传输层主要是四层交换机、也有工作在四层的路由器。

TCP：面向连接、传输可靠(保证数据正确性,保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢，建立连接需要开销较多(时间，系统资源)。

UDP：面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。

TCP是一种流模式的协议，UDP是一种数据报模式的协议。

三次握手：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

三次握手(Three-way Handshake)即建立一个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。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。

断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”。

四次挥手：

当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，”你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

参考博客：

https://blog.csdn.net/taotongning/article/details/81352985

https://blog.csdn.net/a5582ddff/article/details/77731537