osi七层协议
互联网的本本质就是一系列的网络协议
osi七层协议
也有称为tcp/ip五层或四层协议
五层是将会话层和表示层，应用层同归到应用层
每一层都有不同的设备进行工作
每一层都有着不同的协议
用户感知到的是最上一层的应用层，对于每一层来说，上层都是依赖于下层
物理层：基于电器之间的电信号，高电压为1，低电压为0
数据链路层：将得到的电信号进行分组
以太网协议：ethernet规定：一组电信号构成一个数据包，即帧
每一个数据帧包含包头head和数据data两部分
head：固定18个字节，
发送者/源地址：6字节
接收者/目标地址：6字节
数据类型：6字节
data：最短46字节，最长1500字节
head + data：最短64字节，最长1518字节，超过长度分片发送
Mac地址：每块网卡出厂是烧制的唯一Mac地址，有48位二进制组成，而通常是以12位十六进制表示，并用：分隔成6部分，如 00:01:02:0a:82:cf
广播：拥有Mac地址后，同一网络之间的设备通过广播的形式通信
网络层：使用一套地址用来区分不同的区域网
IP协议：用来规定网络地址的协议，称之为IP地址
采用多为ipv4版本，由32位二进制表示，通常写成4段十进制，如 192.168.1.1（每个十进制由8个二进制表示）
范围为：0.0.0.0 - 255.255.255.255
ipv6版本，是由128位二进制组成，分成8段，每段包含4个十六进制数（每个十六进制是由4个二进制表示），以：隔开
如 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
ipv6形式的地址前导的0是可以省略的，如 2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A → 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A
一个IPv6地址中间可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::”。但为保证地址解析的唯一性，地址中”::”只能出现一次
如 FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
ipv6也可以兼容ipv4，如 ::ffff:192.168.1.1 就是表示 192.168.1.1
IP地址分为两部分：网络部分和主机部分，注意IP地址只是标识了IP地址的种类，并不能从它的两部分判断其处于哪个子网内
子网掩码：标识子网特征的一个参数，形式等同IP地址，32位二进制，网络部分全为1，主机部分全为0,
如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0
IP地址分类：分成5类：A,B,C,D,E
公有IP
A类：范围：1.0.0.0 - 126.255.255.255/8（子网掩码是8，即255.0.0.0，表示前8位二进制是网络地址）
B类：范围：128.0.0.0 - 191.255.255.255.0/16（子网掩码是16，即255.255.0.0，表示前16位二进制是网络地址）
C类：范围：192.0.0.0 - 223.255.255.255/24（子网掩码是24，即255.255.255.0，表示前24位二进制是网络地址）
D类：范围：224.0.0.0~239.255.255.254不区分网络地址和主机地址，
D类地址是一种组播地址，D类地址的第一个字节以1110开始。目前D类地址被用在多点广播（Multicast）中
E类：范围：240.0.0.0~255.255.255.255，不区分网络地址和主机地址，E类地址是保留地址用于以后使用
私有IP
只能在局域网中使用，不能在Internet上使用
A类：10.0.0.0 - 10.255.255.255 表示 1 个A类IP网络地址
B类：172.16.0.0 - 172.31.255.255 表示 16个 B类网络地址（16-31）
C类：192.168.0.0 - 192.168.255.255 表示 256 个C类网络地址（0-255）
特殊IP
0.0.0.0不是一个真正的IP地址，而是一切不确定的网络地址的集合，表示未知网络地址
255.255.255：限制性广播地址，用于本网段内的广播地址
127.0.0.1 - 127.255.255.255：本机回环地址，用于测试，
判断是否同一子网的计算方式：知道子网掩码，就可以计算两个IP地址是否处于同一子网内，通过and位与方式计算，位与运算：1与1为1,1与0为0,0与0为0
例：
172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
这两个IP地址通过与子网掩码进行位与运算，得到的结果相同，则这两个IP地址处于相同的子网
IP地址的作用：为计算机分配地址，并确定哪些地址处于同一子网
IP数据包：也分为head和data两部分，整个IP数据包直接放在以太网协议的data部分
head长度：20 — 60字节
data长度：最长为65515字节
而以太网协议的data部分最长只有1500字节，如果IP数据包超过这个长度，就要分片发送
arp协议：通过广播的方式获取对方Mac地址
工作方式，每台主机的IP地址都是已知的
先判断自己的IP地址和目标的IP地址是否处于同一子网，是则直接向目标IP发数据，不是则向网关IP发数据
发送方式是：源Mac -- 目标Mac -- 源IP -- 目标IP -- 数据
目标Mac用FF:FF:FF:FF:FF:FF代替
这个包会在发送端的网内以广播的形式传播，所有主机接收后拆包，发现是自己的IP则返回自己的Mac给发送端
传输层：建立端口与端口之间的通讯，端口的范围：0-65535，其中0-1023都是系统占用的端口号
TCP协议：可靠传输，包放在IP包的数据部分，tcp数据包没有长度限制，但为了保证数据传输的效率，一般不超过IP数据包长度
udp协议：不可靠传输，包放在IP包数据部分，报头占用8个字节，最长65535字节，正好放在一个IP包内
tcp/IP协议中，tcp的三次握手和四次挥手
第一次握手：客户端尝试连接服务端，客户端发送一个tcp的SYN标志位置为1的包，以及初始化序号（Sequence Number）为x
第二次握手：服务端接收SYN包，并返回ack包确认应答，同时向客户端发送一个SYN包，并初始化（Sequence Number）为y，
SYN标志位和ACK标志位均为1的同时将确认序号（Acknowledgement Number）加1，即x+1
第三次握手：客户端发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来ACK的序号字段+1,即y+1，放在确定字段（ack）中发送给对方.并且在数据段放写x+1
SYN攻击：在三次握手过程中，服务端发送SYN和ACK包之后，状态就变成了SYN_RECV，在没有接收到客户端发回的确认ack包，是处于半连接状态
而SYN攻击就是虚拟出大量不存在的IP地址，向服务端发送SYN包，服务器收到包返回确认包，并等待客户端确认，而客户端是不存在的，服务端就会不停的发直至超时，这样大量的资源就会被占用，造成网络拥堵
tcp协议解除连接需要发送4个包，任何一方都可以发起结束，在socket编程中，任何一方执行close（）操作都会发生挥手
补充：
为什么连接是三次握手，结束时四次挥手
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的连接请求后，它可以把ACK和SYN(ACK起应答作用，而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。
但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；
但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可能未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，
所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。
应用层：用户使用的应用程序
经过osi七层对数据进行封包和解包，发送数据是封包过程，接收数据是解包过程
socket：应用层和传输层之间的一个抽象层，它把一系列的tcp/ip协议封装起来，并提供一组接口以供调用
osi七层模型图解
浙公网安备 33010602011771号