结构

OSI七层（参考模型）

image.png

应用层：用户接口，浏览器（与人交互）、tomcat（独立在后台运行对外提供服务）
表示层：协议、语义、段落的划分、字符串的表示、加密
会话层：session等
传输控制层：如何建立连接
网络层：如何路由
链路层：点与点之间的通信
物理层：wifi、光纤

TPC/IP体系

总结：TCP/IP协议基于下一跳的机制，IP是端点间，mac地址是节点间的
是OSI方案的具体方案，会话和表示被放入应用层

image.png

应用层：HTTP协议，ssh协议，smtp（发邮件）
演示：我们可以看到，第一步要建立连接，第二步传送数据（http协议）

cd /proc/$$/fd #到当前进程的文件描述符路径
exec 8<> /dev/tcp/www.baidu.com/80 # 生成新的文件描述符8，并且输入输出都指向它<>，一切及文件。我们ll会看到对应了socket建立了连接
echo -e 'GET / HTTP/1.0\n' >& 8 # echo打印，-e会识别\n为换行符，''里面是HTTP规定request请求头（get方法 / url资源 HTTP协议版本）>&重定向到8
cat 0<& 8 # 标准输入0来自于文件描述符8。打开Network、找到baidu、Headers、Request Headers（view source）
exec 8<& - # 如果连接时间太长，会Connection reset，这里关掉一下重来

传输控制层：TCP、UDP

浏览器调用传输控制层，建立socket，是计算机内核的工作。应用层需要等待传输控制层建立连接（所以这里有阻塞）
应用无关
2.1 TCP：面向连接的（确认过眼神），可靠的协议
三次握手：站在方法和IO的角度来看
- 客户端发送握手（一）（SYN），服务端发送确认（二）（ACK），此时对于客户端已经满足input和output
- 客户端返回给服务端（三）（ACK）。（这里是可以做数据的粘连的，ACK的时候顺带了数据）
- 三次握手完成后，双方开始在内存开辟线程、对象、描述符和所有资源（产生资源的消耗），tomcat或者JVM拿到了IO，才能开始往里面写数据。也就是说这是内核态的来挥发建立连接，此时没有应用层数据相关的内容。
- TCP必然是发送完，对端必然给一个确认，此确认机制保证了可靠的传输机制。
四次挥手
- socket资源是有限的，65535个（作为服务端只要一个端口即可别的都可以来连它，作为客户端寻求连接连一个就用一个），用完就不能建立别的连接了。
- 首先例如客户端先发送断开连接的请求（一），由于TCP是一种可靠的传输机制，服务端必须马上回复ACK(二)
- 此时客户端不能马上销毁数据断开连接，要做后续的处理，也就是说断开必须是双方主动都提出的。
- 服务端可能会要传输一部分数据，也可能不传，但都需要发送一个断开连接的请求（三），并且获得来自客户端的确认（四）。此后双方可以各自在内存中销毁数据断开连接。
重要结论：三次握手+数据传输+四次挥手，是最小粒度不可分割。比如一个客户端和两个服务端，必须要两组粒度，否则不可能建立完整的通信。
传输控制层的表格

$ netstat -natp #n（ip地址不要以逻辑名称显示）、a（所有）、t（tcp）、p（pid显示进程号）
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:10056         0.0.0.0:*               LISTEN      123/java        
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN     456/sshd      
# 这里socket就是本地和对端ip port，唯一

网络层(路由条目的判定，找到下一跳)
上面的传输控制层准备握手就阻塞了，要调用网络层梳理清楚网络
以下开始，先了解以下概念：

cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 # interface config 网卡ethernet 0号网卡
# 可以看到IPADDR（ip地址，点分字节）、NETMASK（掩码）、GATEWAY(网关)、DNS
# ip地址和掩码做与运算就是网络号（前面几位），剩下的是主机号

网络层的表

route -n # 路由表，目标地址和掩码进行与运算，如果找不到就是到默认网关，如果找到网关就是0.0.0.0

链路层（通过arp协议，有了mac地址）
知道下一跳去哪里，上一层找到了默认网关的ip，但是数据包里是目标ip没法放ip了，所以加一层MAC地址表示下一跳的地址

arp -a # 解析ip地址和网卡硬件地址的映射。DNS是全网的，arp是局域网的
# 1. 在计算机刚刚开机的时候，arp表格是空的，为了方便发包出去，目标mac地址FFFFFFF，目标ip 192.168.1.1（路由器），先发出去
# 2. 在交换器如果发现mac地址是FFFFFFF，则会进行广播（别的局域网的计算机、以及路由器）
# 3. 普通计算机会丢弃，但路由器接受到发现来的包是arp包，就会将自己的mac地址包发回去
# 4. 交换机有学习功能，第一次看到mac地址会进行记录（端口号：mac的映射），第二次（也就是路由器返回这一次）会直接转发回计算机，由此计算机获得了arp表

物理层
网卡，二进制编码，（开始发握手包）

结论

所以我们知道地址包含（由外到内）：MAC地址、ip地址、port号（进程）
客户端：应用层（HTTP/SSH/STMP）、传输控制层(TCP UDP)、网络层（路由表、下一跳）、链路层（arp表得到mac地址）、物理层（网卡、二进制编码）
交换机：链路层、物理层（接同一网络）
路由器：网络层、链路层、物理层（衔接不同网络）