OSI、TCP/IP模型

OSI模型  

        OSI协议是由ISO(国际标准化组织）制定的，它有三个基本的功能：提供给开发者一个必须的、通用的概念以便开发完善、可以用来解释连接不同系统的框架。

    OSI将计算机网络体系结构(architecture）划分为以下七层：

        物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号 相当于邮局中的搬运工人。（传输介质上的原始比特流传输）

        数据链路层: 决定访问网络介质的方式。（物理寻址，差错检测）

                在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址，相当于邮局中的装拆箱工人。

        网络层: 使用权数据路由经过大型网络 相当于邮局中的排序工人。（逻辑寻址，路由选择）

        传输层: 提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。（提供端到端的连接——可靠或者不可靠）

        会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。（不同机器之间用户会话的建立和管理）

        表示层: 协商数据交换格式 相当公司中简报老板、替老板写信的助理。（数据的格式化，加密解密、压缩和解压缩）

        应用层: 用户的应用程序和网络之间的接口。（各种应用程序，如HTTP、FTP、TELENT）

OSI的优点

    1、将网络的通信过程划分为一个个小部件，有利于各个部件的开发、设计和故障排除；

    2、标准化网络组件，允许多个供应进行开发；

    3、通过定义在模型的每一层实现什么功能，鼓励产业的标准化

    4、允许各种类型的网络硬件和软件相互通信

    5、防止对某一层所做的改动影响到其他的层

TCP协议(Transmission Control Protocol，传输控制协议)

    TCP/IP协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

    TCP是一种面向连接的，可靠的传输层通信协议。它有如下特点

        （1）基于流的方式；

        （2）面向连接；

        （3）可靠通信方式；

        （4）在网络状况不佳的时候尽量降低系统由于重传带来的带宽开销

        （5）通信连接维护是面向通信的俩个端点的，而不考虑中间网段和节点。

        TCP三次握手

            TCP三次即建立TCP连接，指建立一个TCP连接时，需要客户端服务端总共发送3 个包以确认连接的建立。

TCP三次握手

（1）第一次握手：Client将标志位SYN置为1（表示要发起一个连接），随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。

（2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。

（3）第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

        四次挥手

            所谓四次挥手（Four-Way Wavehand）即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发，整个流程如下图所示：

四次挥手

      由于TCP连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭，上图描述的即是如此。

（1）第一次挥手：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。

（2）第二次挥手：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。

（3）第三次挥手：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。

（4）第四次挥手：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。

UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）

    UDP用户数据报协议，是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象，实际应用中要求程序员编程验证。

    UDP是一种无连接，尽力而为的传输层通信协议。它有如下特点

        （1）面向报文的协议；

        （2）无连接；

        （3）尽力而为的通信方式；

        （4）资源消耗小，处理速度快的优点；

        （5）在网络状况不佳的情况下数据的丢包情况会非常严重

UDP和TCP的对比——UDP和TCP是TCP/IP体系结构运输层中的俩个重要协议

UDP：随时可以传输数据传输数据，不需要建立连接，所以可以总结为无连接的UDP。

TCP：首先进行“三报文握手”建立连接，然后数据传输，数据传输结束后需要“四报文挥手”释放连接。传输过程需要一对一的连接后再进行数据传输。面向连接的TCP

总结：UDP不需要建立连接，TCP需要建立连接后进行数据传输。

UDP和TCP的数据传输对比

UDP：因为它不需要建立连接，所以它可以进行单播、多播和广播

TCP：数据传输是基于TCP连接的可靠信道，所以TCP仅支持单播

总结：UDP支持单播、多播和广播，TCP只支持单播

UDP和TCP传输类型对比

UDP：数据传输是面向报文传输

TCP：数据传输时面向字节流

UDP面向报文、TCP面向字节流 UDP和TCP对于信息安全的对比 TCP、UDP区别总结