OSI/TCP-IP/三次握手，四次挥手

OSI七层参考模型：
	物理层：通信信道上原始比特流的传输，
		协议：RJ45、CLOCK、IEEE802.3。
			-比特：Bit。
			
	数据链路层：将原始传输设备上没有被发现的错误呈现给物理层。
		协议：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC。
			-帧：Frame。
			
	网络层：负责控制整个子网的运转，路由功能：将一个包从源端路由发送到目标端。
		协议：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP。
			-包：Packet。
			
	传输层：将上一层传下来的数据拆分成更小的单元传给网络层，最终保证网络另一端的计算机的传输层		 能够正确接收数据。
		协议：TCP、UDP、SPX。
			-段：Segment。
			
	会话层：建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话，该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服		 务请求和响应组成。
		协议：NFS、SQL、NETBIOS、RPC。
			-会话协议数据单元：SPDU。
			
	表示层：对数据进行翻译、加密和压缩，表示层提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保一个		 系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。
		协议：JPEG、MPEG、ASII。
			-表示协议数据单元：PPDU。
			
	应用层：为计算机用户应用程序提供服务接口，离用户最近的一层，为用户直接提供各种网络服务。
		协议：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS。
			-应用协议数据单元：APDU。	

TCP/IP五层参考模型：
应用层：用户调用应用层软件来访问TCP/IP互联网提供的服务，应用层软件利用传输层接口发送和接收数据,协议：FTP、SMTP。
传输层：提供端到端的通信服务，协议：TCP、UDP。
网络层：负责为数据报从一台主机传输到另一台主机选路，通过路由器在源和目的之间发送分组，协议：IP/IPv4、IPv6。
网络接入层/物理层：将帧中的单个比特从一个节点移动到下一个节点，该层协议仍然与链路的实际传输媒体相关，将分组从一个节点移动到路由上的下一个节点，必须依靠链路层。
网络接入层/数据链路层：从一个网络单元向临近的网络单元移动整个帧。

OSI七层参考模型与TCP/IP五层参考模型比较：

​ TCP/IP参考模型没有会话层和表示层，两者都以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议相互独立，且两个模型中的各个层次的功能也大体相似，在两个模型中，传输层以及以上的各层都为进行通信的进程提供端到端，与网络无关的传输服务，各层形成了传输提供方。传输层之上的各层都是传输服务的用户，面向应用的用户。

​ TCP/IP对面向连接服务和无连接服务并重，而OSI最初只是强调面向连接服务。

​ OSI参考模型是学术上和法律上的国际标准，是完整的权威的网络参考模型。

​ 而TCP/IP参考模型是事实上的国际标准，即现实生活中被广泛使用的网络参考模型。

​ OSI参考模型与TCP/IP参考模型都不完美，但TCP/IP参考模型发展是因为在ISO制定OSI参考模型过程中总是着眼于一次制定达到完美，所以的制定过程中考虑的方面比较多，但去忽略了IP这一协议的重要性，但当ISO认识到时只好在网络层划出一个子层来完成类似的功能，在无连接服务一开始也不在考虑之列，还有就是网络管理功能的过度复杂等，造成了OSI迟迟没有成熟的产品推出的成因，进而影响了厂商对它的支持，而这时的TCP/IP通过实践得到到不断的完善，也得到了大厂商的支持，所以TCP/IP参考模型得到了发展。

---

协议描述/只说大家都熟悉的协议：

TCP：传输控制协议。

UDP: 用户数据报协议。

FTP：文件传输协议。

（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两个端点的，而不考虑中间网段和节点。

TCP与UDP的区别？

	TCP	UDP
连接	面向连接	面向无连接，发送数据之前不需要建立连接
可靠性	可靠，无差错，不丢失，不重复，按序到达	尽最大努力交付，即不保证可靠交付
模式	流模式（字节流）	数据报模式（报文）
连接方式	点到点	支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
首部开销	20字节	8个字节
逻辑通信信道	全双工的可靠信道	不可靠信道
速度	慢	快
对系统资源要求	较多	较少

UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

为什么UDP有时比TCP更有优势?

网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使用应用层重传，能够确保传输的可靠性。TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大，基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成影响。

TCP的三次握手，四次挥手：

三次握手：(我要和你建立链接，你真的要和我建立链接么，我真的要和你建立链接，成功)

• 第一次握手：客户端发送syn包(syn=x)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=x+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=y），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=y+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。

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。

四次挥手：(我要和你断开链接；好的，断吧。我也要和你断开链接；好的，断吧)：

• 第一次挥手：客户端主动关闭方发送一个FIN，用来关闭客户端到服务端的数据传送，也就是客户端告诉服务端：我已经不会再给你发数据了(当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，客户端依然会重发这些数据)，但是，此时客户端还可以接受数据。
• 第二次挥手：服务端收到FIN包后，发送一个ACK给客户端，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号）。
• 第三次挥手：服务端发送一个FIN，用来关闭服务端到客户端的数据传送，也就是告诉客户端，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。
• 第四次挥手：客户端收到FIN后，发送一个ACK给服务端，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。

第3次握手失败会怎么办?

第三次失败，只有客户端处于成功状态（因为第2次服务器返回了ACK），服务器端没有接收到客户端的 ACK。
这要分几种情况讨论：

• In other words, if the ACK is dropped but the next packet is not dropped, then everything is fine. 也就是说客户端发出的 ACK 丢失了，发出的 下一个数据包 没有丢失，则服务端接收到下一个数据包（这个数据包里也会带上 ACK 信息），能够进入正常的 ESTABLISHED 状态

• 如果服务端和客户端都没有数据发送，或者服务端想发送数据（但是发不了，因为没有收到客户端的 ACK），服务器都会有定时器发送第二步SYN+ACK数据包，如果客户端再次发送ACK成功，建立连接。

• 如果一直不成功，服务器肯定会有超时设置，超时之后会给客户端发RTS报文，进入CLOSED状态，防止SYN洪泛攻击。

为什么TCP链接需要三次握手，两次不可以么，为什么？

为了防止已失效的链接请求报文突然又传送到了服务端，因而产生错误。

客户端发出的连接请求报文并未丢失，而是在某个网络节点长时间滞留了，以致延误到链接释放以后的某个时间才到达Server。这是，Server误以为这是Client发出的一个新的链接请求，于是就向客户端发送确认数据包，同意建立链接。若不采用“三次握手”，那么只要Server发出确认数据包，新的链接就建立了。由于client此时并未发出建立链接的请求，所以其不会理睬Server的确认，也不与Server通信；而这时Server一直在等待Client的请求，这样Server就白白浪费了一定的资源。若采用“三次握手”，在这种情况下，由于Server端没有收到来自客户端的确认，则就会知道Client并没有要求建立请求，就不会建立链接。

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手?

TCP是全双工模式，关闭连接时，当主机B收到主机A的FIN报文时，仅仅表示主机 A不再发送数据了但是还能接收数据。此时，主机B也未必全部数据都发送给A了，所以B可以立即close；也可以发送一些数据给A后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，主机BACK和FIN一般都会分开发送。

IP/IPv4、IPv6：

IPv4：互联网通信协议第4版，地址长度：32位（4 个字节），地址数量：2^32(约4×109)。

IPv6：互联网通信协议第6版，地址长度：128位（16 个字节），地址数量：2^{128(约3.4×10}38)。