TCP/IP协议

TCP/IP

INFO

• 传输控制协议/网际协议，是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇
  • TCP（传输控制协议）：一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议
  • IP（网际协议）：用于封包交换数据网络的协议
• TCP/IP协议不仅仅指的是TCP和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇

五层体系结构

五层体系的协议结构是综合了 OSI 和 TCP/IP 优点的一种协议

• 应用层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

四层体系结构

实际应用还是 TCP/IP 四层体系结构

• 应用层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层

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OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型的区别

INFO

• 相同点：
  • OSI参考模型与TCP/IP参考模型都采用了层次结构
  • 都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制
• 不同点：
  • OSI采用的七层模型，TCP/IP是四层或五层结构
  • TCP/IP参考模型没有对网络接口层进行细分，只是一些概念性的描述，OSI参考模型对服务和协议做了明确的区分
  • OSI参考模型虽然网络划分为七层，但实现起来较困难。TCP/IP参考模型作为一种简化的分层结构是可以的
  • TCP/IP协议去掉表示层和会话层的原因在于会话层、表示层、应用层都是在应用程序内部实现的，最终产出的是一个应用数据包，而应用程序之间是几乎无法实现代码的抽象共享的，这也就造成OSI设想中的应用程序维度的分层是无法实现的
• 三种模型对应关系

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三次握手

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• 三次握手（Three-way Handshake）其实就是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包
• 主要作用就是为了确认双方的接收能力和发送能力是否正常、指定自己的初始化序列号为后面的可靠性传送做准备
• 过程如下：
  • 第一次握手：客户端给服务端发一个SYN报文，并指明客户端的初始化序列号ISN(c)，此时客户端处于SYN_SENT状态
  • 第二次握手：服务器收到客户端的SYN报文之后，会以自己的SYN报文作为应答，为了确认客户端的SYN，将客户端的ISN+1作为ACK的值，此时服务器处于SYN_RCVD的状态
  • 第三次握手：客户端收到SYN报文之后，会发送一个ACK报文，值为服务器的ISN+1。此时客户端处于ESTABLISHED状态。服务器收到ACK报文之后，也处于ESTABLISHED状态，此时，双方已建立起了连接
  Details

  

• 上述每一次握手的作用如下：
  • 第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到了 这样服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的
  • 第二次握手：服务端发包，客户端收到了 这样客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。不过此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常
  • 第三次握手：客户端发包，服务端收到了。 这样服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力正常，服务器自己的发送、接收能力也正常
• 通过三次握手，就能确定双方的接收和发送能力是正常的。之后就可以正常通信了

三次握手原因

INFO

• 如果是两次握手，发送端可以确定自己发送的信息能对方能收到，也能确定对方发的包自己能收到，但接收端只能确定对方发的包自己能收到 无法确定自己发的包对方能收到
• 并且两次握手的话, 客户端有可能因为网络阻塞等原因会发送多个请求报文，延时到达的请求又会与服务器建立连接，浪费掉许多服务器的资源

四次挥手

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• 第一次挥手：客户端发送一个FIN报文，报文中会指定一个序列号。此时客户端处于FIN_WAIT1状态，停止发送数据，等待服务端的确认
• 第二次挥手：服务端收到FIN之后，会发送ACK报文，且把客户端的序列号值+1作为ACK报文的序列号值，表明已经收到客户端的报文了，此时服务端处于CLOSE_WAIT状态
• 第三次挥手：如果服务端也想断开连接了，和客户端的第一次挥手一样，发给FIN报文，且指定一个序列号。此时服务端处于LAST_ACK的状态
• 第四次挥手：客户端收到FIN之后，一样发送一个ACK报文作为应答，且把服务端的序列号值+1作为自己ACK报文的序列号值，此时客户端处于 TIME_WAIT状态。需要过一阵子以确保服务端收到自己的ACK报文之后才会进入CLOSED状态，服务端收到ACK报文之后，就处于关闭连接了，处于 CLOSED状态

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四次挥手原因

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• 服务端在收到客户端断开连接Fin报文后，并不会立即关闭连接，而是先发送一个ACK包先告诉客户端收到关闭连接的请求
• 只有当服务器的所有报文发送完毕之后，才发送FIN报文断开连接，因此需要四次挥手

总结

INFO

一个完整的三次握手四次挥手如下图所示：

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