OSI

第1层 物理层(bit)

首先解决两台物理机之间的通信需求，具体就是机器A往机器B发送比特流，机器B能收到比特流。

物理层主要定义了物理设备的标准，如网线的类型，光纤的接口类型，各种传输介质的传输速率。主要作用是传输比特流（0101二进制数据），将比特流转化为电流强弱传输，到达目的后再转化为比特流，即常说的数模转化和模数转换。这层数据叫做比特。网卡工作在这层。

第2层 数据链路层(帧)

在传输比特流的过程中，会产生错传、数据传输不完整的可能。

数据链路层定义了如何格式化数据进行传输，以及如何控制对物理介质的访问。通常提供错误检测和纠正，以确保数据传输的准确性。本层将比特数据组成帧，交换机工作在这层，对帧解码，并根据帧中包含的信息把数据发送到正确的接收方。

第3层 网络层(包)

随着网络节点的不断增加，点对点通讯需要通过多个节点，如何找到目标节点，如何选择最佳路径成为首要需求。

网络层主要功能是将网络地址转化为对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A到另一个网络中节点B的最佳路径。由于网络层处理并智能指导数据传送，路由器连接网络隔断，所以路由器属于网络层。此层的数据称之为数据包。本层需要关注的协议TCP/IP协议中的IP协议。

第4层 传输层

随着网络通信需求的进一步扩大，通信过程中需要发送大量的数据，如海量文件传输，可能需要很长时间，网络在通信的过程中会中断很多次，此时为了保证传输大量文件时的准确性，需要对发送出去的数据进行切分，切割为一个一个的段落（Segement）发送，其中一个段落丢失是否重传，段落是否按顺序到达，是传输层需要考虑的问题。

传输层解决了主机间的数据传输，数据间的传输可以是不同网络，并且传输层解决了传输质量的问题。传输协议同时进行流量控制，或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外，传输层按照网络可处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割，例如以太网无法接收大于1500字节的数据包，发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片并编号，以便数据到达接收方节点的传输层时能以正确的顺序重组，该过程称为排序。传输层需要关注的协议有TCP/IP协议中的TCP协议和UDP协议。

第5层 会话层

自动收发包，自动寻址。

会话层作用是建立和管理应用程序间的通信。

第6层 表示层

Linux给Windows发包，不同系统语法不一致，如exe不能在Linux下执行，shell不能在Windows不能直接运行。于是需要表示层。

解决不同系统之间通信语法问题，在表示层数据将按照网络能理解的方案进行格式化，格式化因所使用网络的不同而不同。

第7层 应用层

规定发送方和接收方必须使用一个固定长度的消息头，消息头必须使用某种固定的组成，消息头中必须记录消息体的长度等信息，方便接收方正确解析发送方发送的数据。应用层旨在更方便应用从网络中接收的数据，重点关注TCP/IP协议中的HTTP协议。

发送信息，层层加协议头。收方：层层去头！

• TCP/IP

网络层：ICMP 、IP、路由器、防火墙

数据链路层：网卡、网桥、交换机

物理层：中继器、集线器

IP、TCP、UDP、HTTP等都属于TCP/IP协议，TCP/IP泛指这些协议。

OSI模型注重通信协议必要的功能；TCP/IP更强调在计算机上实现协议应该开发哪种程序。

TCP三次握手

三次握手过程：

客户端——发送带有SYN标志的数据包——服务端 一次握手 Client进入syn_sent状态

服务端——发送带有SYN/ACK标志的数据包——客户端 二次握手 服务端进入syn_rcvd

客户端——发送带有ACK标志的数据包——服务端 三次握手 连接就进入Established状态

为什么三次？

主要是为了建立可靠的通信信道，保证客户端与服务端同时具备发送、接收数据的能力

为什么两次不行？

1、防止已失效的请求报文又传送到了服务端，建立了多余的链接，浪费资源

2、 两次握手只能保证单向连接是畅通的。（为了实现可靠数据传输， TCP 协议的通信双方， 都必须维 护一个序列号， 以标识发送出去的数据包中， 哪些是已经被对方收到的。 三次握手的过程即是通信双方 相互告知序列号起始值， 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤；如果只是两次握手， 至多只有连接发起方的起始序列号能被确认， 另一方选择的序列号则得不到确认）

TCP四次挥手过程

四次挥手过程：

客户端——发送带有FIN标志的数据包——服务端，关闭与服务端的连接 ，客户端进入FIN-WAIT-1状态

服务端收到这个 FIN，它发回⼀ 个 ACK，确认序号为收到的序号加1，服务端就进入了CLOSE-WAIT状态

服务端——发送⼀个FIN数据包——客户端，关闭与客户端的连接，客户端就进入FIN-WAIT-2状态

客户端收到这个 FIN，发回 ACK 报⽂确认，并将确认序号设置为收到序号加1，TIME-WAIT状态

为什么四次？

因为需要确保客户端与服务端的数据能够完成传输。

CLOSE-WAIT：

这种状态的含义其实是表示在等待关闭

TIME-WAIT：

为了解决网络的丢包和网络不稳定所带来的其他问题，确保连接方能在时间范围内，关闭自己的连接

如何查看TIME-WAIT状态的链接数量？

netstat -an |grep TIME_WAIT|wc -l 查看连接数等待time_wait状态连接数

为什么会TIME-WAIT过多？解决方法是怎样的？

可能原因： 高并发短连接的TCP服务器上，当服务器处理完请求后立刻按照主动正常关闭连接

解决：负载均衡服务器；Web服务器首先关闭来自负载均衡服务器的连接

TCP与UDP区别及场景

基于TCP的协议：HTTP、FTP、SMTP

基于UDP的协议：RIP、DNS、SNMP

TCP滑动窗口，拥塞控制

TCP通过：应用数据分割、对数据包进行编号、校验和、流量控制、拥塞控制、超时重传等措施保证数据的可靠传输；

拥塞控制目的：为了防止过多的数据注入到网络中，避免网络中的路由器、链路过载

拥塞控制过程：TCP维护一个拥塞窗口，该窗口随着网络拥塞程度动态变化，通过慢开始、拥塞避免等算法减少网络拥塞的发生。