OSI和TCP/IP分层模型
OSI体系结构，即Open System Interconnection，由7层结构组成。相对于TCP/IP分层结构，将应用层细分为会话层、表示层和应用层。
各层由上到下分别为：
- 应用层：为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口，涉及的协议有HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SNMP（网络管理协议）、DNS（域名解析）等。
- 表示层：负责数据的压缩和解压缩，加密和解密等工作。
- 会话层：负责建立、管理和终止会话。
- 传输层：提供端到端的透明的、可靠的数据传输服务。涉及的协议有TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）。
- 网络层：负责分组交换网络中的主机间的通信服务。
- 数据链路层：负责将IP数据报组装成帧，建立相邻结点间的数据链路，通过差错控制提供数据帧在信道上无差错的传输。
- 物理层：负责建立、管理和拆除物理链路连接，将数据比特流方式传输。
数据传输流程
一个完整的数据会附带各层的报头，发送和接收的过程就是装包和拆包的过程。
在装包的时候，每一层都会增加一些信息用于传输，这部分信息就叫报头，当上层的数据到达本层的时候，会将数据加上本层的报头打包在一起，继续往下传递。如图一个完整的数据：
TCP报文
由上文可知，应用层将HTTP报文数据传输到运输层时，会在报文前面增加TCP的首部。HTTP报文参考HTTP协议。
TCP报文段首部由20字节固定长度和后面根据需要增配的选项组成。
TCP的特点：
- 面向连接：即应用程序在使用TCP协议前，须先建立TCP连接。在传输完毕之后，须释放已建立的连接。
- TCP提供可靠交付的服务。通过TCP连接传输的数据，无差错、不丢失、不重复且按顺序到达。
- TCP提供全双工通信。即TCP允许双方在任意时刻发送数据，TCP两端都有发送缓存和接收缓存。
- 面向字节流。TCP将传输的数据看成一连串的无结构的字节流。
- 每一条TCP连接被通信两端的两个端点所确定。即套接字(socket)或插口，如套接字socket=192.2.3.5:80。
UDP的特点：
- 无连接的：即发送数据之前不须建立连接，结束时无须释放连接。
- UDP不保证可靠交付服务。
- UDP是面向报文的。即UDP一次一个完整报文照原样发送。太长或太短的报文都会降低IP层效率。
- UDP没有拥塞控制。即网络拥塞不影响发送速率，但可能会丢失数据。
- UDP支持一对一，多对多的交互通信。
三次握手
序号seq：TCP传输面向字节流，每个字节都按顺序编号。如一个报文段共100个字节，第一个字节是301，最后一个字节的序号就是400。序号范围是[0, 232-1]共232个序号，用完又回到0。(发送方和接收方都有自己的序号)
确认号ack：确认号是期望收到对方下一个报文段的第一个字节的序号。如：服务器A收到报文段最后字节序号为400，A期望收到下一个序号是401，则在响应报文中设置确认号ack = 400 + 1。
控制位用于说明本报文段的性质，常用控制位如确认位ACK、同步位SYN。
确认位ACK：仅当ACK = 1时确认号字段才有效，当ACK = 0时，确认号无效。
TCP规定：在连接建立后，所有传送的报文段的ACK必须置为1；
同步位SYN：在建立连接的过程中用于同步序号。当SYN = 1时，表示这是一个连接请求报文或连接接受报文。
如当报文段中SYN = 1,ACK = 0时，表示这是一个请求报文段。若对方同意建立连接，则在响应报文段中配置SYN = 1,ACK = 1，表明确认号生效。
终止FIN:用来释放一个连接。当FIN=1时，表示此报文段的发送方数据已经发送完毕，并要求释放运输连接。
- 客户端A向服务器B发送请求报文段，报文段首部 同步位SYN = 1,序号seq = x，客户端A进入SYN-SENT(同步已发送)状态；
- B接收到A的请求报文段，同意建立连接，则发送给A连接接受报文段，同步位SYN = 1,确认位ACK = 1,确认号ack = x +1,自己的序号seq = y，服务器B进入SYN-RCVD(同步收到)状态。
- 客户端A收到B的连接接受报文后，向B发出确认。报文首部ACK = 1,确认号ack = y + 1,自己的序号seq = x + 1，客户端A进入ESTABLISHED(已建立连接)状态，B收到确认报文后也进入ESTABLISHED(建立、既定)态。
四次挥手
客户端和服务器建立TCP连接后，两者都处于ESTABLISHED状态。
- 客户端A向服务器发送连接释放报文段。报文首部 终止控制位FIN=1，其序号seq=u(等于前面已发送数据最后字节的序号加1)，客户端A进入FIN-WAIT-1(终止等待1)阶段。
- 服务器B收到连接释放报文后即发出确认，确认号ack=u+1，自己的序号为v，服务器B进入CLOSE-WAIT(关闭等待)状态；这时TCP连接处于半关闭状态，即从服务器B到客户端A方向的连接并未关闭，会持续一段时间。
- 若服务器B已没数据向客户端A发送了，服务器B要发送连接释放报文，报文首部 终止控制位FIN=1，序号为w，确认号仍为上次的ack=u+1。服务器B进入LAST-ACK(最后确认)状态。
- 客户端A收到连接释放报文后即发出确认。确认未ACK=1，确认号ack=w+1，自己的序号seq=u+1。客户端A进入TIME-WAIT(时间等待)状态。待经过时间等待计时器设置的时间2MSL(最长报文段寿命)后，客户端A才进入CLOSED状态。
网友评论