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Q1:简述osi七层模型和TCP/IP五层模型

A1:OSI(Open System Interconnection)标准,它定义了网络互联的7层框架,物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,即OSI开放系统互连参考模型。

第7层 应用层
应用层(Application Layer)提供为应用软件而设的接口,以设置与另一应用软件之间的通信。例如:HTTP、HTTPS、FTP、TELNET、SSH、SMTP、POP3、MySQL等

第6层 表示层
主条目:表示层(Presentation Layer)把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式

第5层 会话层
会话层(Session Layer)负责在数据传输中设置和维护电脑网络中两台电脑之间的通信连接。

第4层 传输层
传输层(Transport Layer)把传输表头(TH)加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议(TCP)等。

第3层 网络层
网络层(Network Layer)决定数据的路径选择和转寄,将网络表头(NH)加至数据包,以形成报文。网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议(IP)等。

第2层 数据链接层
数据链路层(Data Link Layer)负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时,会形成信息框(Data Frame)。数据链表头(DLH)是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾(DLT)是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网(Wi-Fi)和通用分组无线服务(GPRS)等。分为两个子层:逻辑链路控制(logical link control,LLC)子层和介质访问控制(Media access control,MAC)子层

第1层 物理层
物理层(Physical Layer)在局部局域网上传送数据帧(Data Frame),它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机接口卡等

Transmission Control Protocol/Internet Protocol 传输控制协议/因特网互联协议,TCP/IP是一个Protocol Stack,包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP等许多协议

TCP/IP五层模型就是把OSI的七层模型中最上面三层统称为应用层,五层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

还有一种分法是TCP/IP四层模型TCP/IP五层中的最下面两层统称为网络接口层,四层分别是网络接口层、网络层、传输层、应用层。

 

Q2:总结描述TCP三次握手四次挥手

 A2:第一次握手:客户端要向服务端发起连接请求,首先客户端随机生成一个起始序列号ISN(比如是100),那客户端向服务端发送的报文段包含SYN标志位(也就是SYN=1),序列号seq=100。

   第二次握手:服务端收到客户端发过来的报文后,发现SYN=1,知道这是一个连接请求,于是将客户端的起始序列号100存起来,并且随机生成一个服务端的起始序列号(比如是200)。然后给客户端回复一段报文,回复报文包含SYN和ACK标志(也就是  SYN=1,ACK=1)、序列号seq=200、确认号ack=101(客户端发过来的序列号+1)。
   第三次握手:客户端收到服务端的回复后发现ACK=1并且ack=101,于是知道服务端已经收到了序列号为100的那段报文;同时发现SYN=1,知道了服务端同意了这次连接,于是就将服务端的序列号200给存下来。然后客户端再回复一段报文给服务端,报文包含ACK标志位(ACK=1)、ack=201(服务端序列号+1)、seq=101(第一次握手时发送报文是占据一个序列号的,所以这次seq就从101开始,需要注意的是不携带数据的ACK报文是不占据序列号的,所以后面第一次正式发送数据时seq还是101)。当服务端收到报文后发现ACK=1并且ack=201,就知道客户端收到序列号为200的报文了,就这样客户端和服务端通过TCP建立了连接。

   四次挥手:

   比如客户端初始化的序列号ISA=100,服务端初始化的序列号ISA=200。TCP连接成功后客户端总共发送了1000个字节的数据,服务端在客户端发FIN报文前总共回复了3000个字节的数据。

   第一次挥手:当客户端的数据都传输完成后,客户端向服务端发出连接释放报文(当然数据没发完时也可以发送连接释放报文并停止发送数据),释放连接报文包含FIN标志位(FIN=1)、序列号seq=1101(100+1+1000,其中的1是建立连接时占的一个序列号)。需要注意的是客户端发出FIN报文段后只是不能发数据了,但是还可以正常收数据;另外FIN报文段即使不携带数据也要占据一个序列号。

   第二次挥手:服务端收到客户端发的FIN报文后给客户端回复确认报文,确认报文包含ACK标志位(ACK=1)、确认号ack=1102(客户端FIN报文序列号1101+1)、序列号seq=3200(200+3000)。此时服务端处于关闭等待状态,而不是立马给客户端发FIN报文,这个状态还要持续一段时间,因为服务端可能还有数据没发完。

   第三次挥手:服务端将最后数据(比如50个字节)发送完毕后就向客户端发出连接释放报文,报文包含FIN和ACK标志位(FIN=1,ACK=1)、确认号和第二次挥手一样ack=1102、序列号seq=3250(3200+50)。

   第四次挥手:客户端收到服务端发的FIN报文后,向服务端发出确认报文,确认报文包含ACK标志位(ACK=1)、确认号ack=3251、序列号seq=1102。注意客户端发出确认报文后不是立马释放TCP连接,而是要经过2MSL(最长数据段寿命的2倍时长)后才释放TCP连接。而服务端一旦收到客户端发出的确认报文就会立马释放TCP连接,所以服务端结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

 

Q3:描述TCP和UDP区别

A3:TCP是有连接的,两台主机在进行数据交互之前必须先通过三次握手建立连接;而UDP是无连接的,没有建立连接这个过程

   TCP是可靠的传输,TCP协议通过确认和重传机制来保证数据传输的可靠性;而UDP是不可靠的传输

   TCP还提供了拥塞控制、滑动窗口等机制来保证传输的质量,而UDP都没有

   TCP是基于字节流的,将数据看做无结构的字节流进行传输,当应用程序交给TCP的数据长度太长,超过MSS时,TCP就会对数据进行分段,因此TCP的数据是无边界的;而UDP是面向报文的,无论应用程序交给UDP层多长的报文,UDP都不会对数据报进行任何拆分等处理,因此UDP保留了应用层数据的边界

   UDP传输性能高,常用于大数据量高速传输比如视频会议等。

   TCP: FTP、HTTP、Telnet、SMTP、POP3、HTTPS

   UDP:DNS、SNMP、NFS

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