TCP/IP模型-TCP协三次握手四次挥手

一, 简述osi七层模型和TCP/IP五层模型

	OSI七层分别为物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层
		应用层:
			网络服务为终端用户提供的一个接口
			协议有:HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP
	
		表示层:
			表示层如同应用程序和网络之间的翻译官，主要解决用户信息的语法表示问题，即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩、解压、加密、解密都在该层完成。
			格式有，JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等
	
		会话层:
			建立、管理、终止会话
			对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话
		
		传输层:
			定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。
			协议有：TCP UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层
	
		网络层:
			进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。
			协议有：ICMP IGMP IP（IPV4 IPV6）
	
		数据链路层:
			建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。（由底层网络定义协议）
			将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。

		物理层:
			建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）


	TCP/IP五层模型
		应用层:合并了OSI模型中的应用层,表示层,会话层,负责应用程序之间的沟通
		传输层:负责主机之间的数据传输
		网络层:负责地址管理和路由之间的选择
		数据链路层:负责设备之间的数据帧的传输和识别
		物理层:负责光电信号传递方式
		
		传输层和网络层的封装在操作系统完成。应用层的封装在应用程序中完成。
		数据链路层和物理层的封装在设备驱动程序与网络接口中完成。
		

二, 总结描述TCP三次握手四次挥手

握手之前主动打开连接的客户端结束CLOSED阶段，被动打开的服务器端也结束CLOSED阶段，并进入LISTEN阶段。随后开始“三次握手”：
	1,首先客户端向服务器发送一段tcp报文, 
		标记位为SYN=1,表示"请求建立新链接"
		序号为seq=x , x一般为1
		客户端进入SYN-SENT阶段
	2,服务器接收到tcp报文后,结束LISTEN阶段,并返回一段TCP报文
		标记位为SYN和ACK,表示"确认客户端报文seq序号有效, 服务器能正常接收客户端发送过来的数据,并同意创建新连接"
		序号为seq=y;
		确认号为 ack=x+1, 表示收到客户端seq并将其值加1作为自己确认号ack的值;随后服务器端进入到SYN-RCVD阶段
	3,客户端收到服务器发送的TCP报文,明确数据正常,结束SYN-SENT阶段.并返回最后一段TCP报文
		标记位为ACK,表示"确认收到服务器端同意连接的信号"
		序号seq=x+1,表示收到服务器端的确认好ack,并将其值作为自己的序号值
		确认号为ack=y+1,表示收到服务器端喜好seq,并将其值加1作为自己的确认号ack的值
		随后客户端进入ESTABLISHED阶段
	服务器收到客户端的"确认收到服务器数据"的TCP报文之后,明确了从服务器到客户端的数据传输是正常的.结束SYN-SENT阶段,进入ESTABLISHED阶段
	在客户端与服务器端传输的TCP报文中, 双方通过确认号ack和序号seq的值,来保证TCP报文传输的连贯性.一旦出现TCP报文丢失,便无法继续"握手",以此来确保了"三次握手"的顺利完成
		

挥手之前主动释放连接的客户端结束ESTABLISHED阶段。随后开始“四次挥手
1,首先客户端想要释放连接,向服务器端发送一段TCP报文
	标记位为FIN,表示"请求释放连接"
	序号为seq=U
	随后客户端进入FIN-WAIT-1阶段,即半关闭阶段.并且停止在客户端向服务器发送数据,但是客户端仍然能接收从服务器端传输过来的数据
		注意:这里不发送的是正常连接时传输的数据(非确认报文),而不是一切数据,所有客户端仍然能发送ACK确认报文
2,服务器端接收到从客户端发出的TCP报文之后,确认了客户端想要释放连接,随后服务器端结束ESTABLISHED阶段,进入CLOSE-WAIT阶段(半关闭状态)并返回一段TCP报文
	标记位为ACK,表示"接收到客户端发送的释放连接的请求"
	序号为seq=v
	确认号为ack=u+1, 表示是收到客户端报文的基础上，将其序号Seq值加1作为本段报文确认号Ack的值
	随后服务器端开始准备释放服务器端到客户端方向上的连接
	客户端收到从服务器端发出的TCP报文之后，确认了服务器收到了客户端发出的释放连接请求，随后客户端结束FIN-WAIT-1阶段，进入FIN-WAIT-2阶段
3,服务器端自从发出ACK确认报文之后，经过CLOSED-WAIT阶段，做好了释放服务器端到客户端方向上的连接准备，再次向客户端发出一段TCP报文
	标记位为FIN，ACK，表示"已经准备好释放连接了"
	序号为seq=w
	确认号为ack=u+1,表示是在收到客户端报文的基础上，将其序号seq值加1作为本段报文确认号ack的值
	随后服务器端结束CLOSE-WAIT阶段，进入LAST-ACK阶段。并且停止在服务器端到客户端的方向上发送数据，但是服务器端仍然能够接收从客户端传输过来的数据
4,客户端收到从服务器端发出的TCP报文，确认了服务器端已做好释放连接的准备，结束FIN-WAIT-2阶段，进入TIME-WAIT阶段，并向服务器端发送一段报文
	标记位为ACK，表示"接收到服务器准备好释放连接的信号"
	序号为seq=u+1；表示是在收到了服务器端报文的基础上，将其确认号Ack值作为本段报文序号的值
	确认号为ack=w+1；表示是在收到了服务器端报文的基础上，将其序号Seq值作为本段报文确认号的值
	随后客户端开始在TIME-WAIT阶段等待2MSL
服务器端收到从客户端发出的TCP报文之后结束LAST-ACK阶段，进入CLOSED阶段。由此正式确认关闭服务器端到客户端方向上的连接。
客户端等待完2MSL之后，结束TIME-WAIT阶段，进入CLOSED阶段，由此完成“四次挥手”。

三,TCP和UDP的特点

TCP的主要特点
	（1）基于流的方式；
	（2）面向连接；
	（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。
	为满足TCP协议的这些特点，TCP协议做了如下的规定： [10] 
		①数据分片：在发送端对用户数据进行分片，在接收端进行重组，由TCP确定分片的大小并控制分片和重组；
		②到达确认：接收端接收到分片数据时，根据分片数据序号向发送端发送一个确认；
		③超时重发：发送方在发送分片时启动超时定时器，如果在定时器超时之后没有收到相应的确认，重发分片；
		④滑动窗口：TCP连接每一方的接收缓冲空间大小都固定，接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据，TCP	在滑动窗口的基础上提供流量控制，防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出；
		⑤失序处理：作为IP数据报来传输的TCP分片到达时可能会失序，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层；
		⑥重复处理：作为IP数据报来传输的TCP分片会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据；
		⑦数据校验：TCP将保持它首部和数据的检验和，这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到分片的检验和有差错，TCP将丢弃这个分片，并不确认收到此报文段导致对端超时并重发。

UDP的主要特点
	UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
	UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包而言UDP的额外开销很小。
	吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
	UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。
	虽然UDP是一个不可靠的协议，但它是分发信息的一个理想协议。例如，在屏幕上报告股票市场、显示航空信息等等。UDP也用在路由信息协议RIP（Routing Information Protocol）中修改路由表。在这些应用场合下，如果有一个消息丢失，在几秒之后另一个新的消息就会替换它。UDP广泛用在多媒体应用中。

四,总结ip分类以及每个分类可以分配的IP数量

	IP地址分类
	A类：
		0 000 0000 - 0 111 1111: 1-127
		网络数：126, 127
 		每个网络中的主机数：2^24-2
 		默认子网掩码：255.0.0.0
 		私网地址：10.0.0.0
	B类：
 		10 00 0000 - 10 11 1111：128-191
		网络数：2^14
 		每个网络中的主机数：2^16-2
 		默认子网掩码：255.255.0.0
		私网地址：172.16.0.0-172.31.0.0
	C类：
 		110 0 0000 - 110 1 1111: 192-223
	 	网络数：2^21
		每个网络中的主机数：2^8-2
		默认子网掩码：255.255.255.0
 		私网地址：192.168.0.0-192.168.255.0
	D类：组播
 		1110 0000 - 1110 1111: 224-239
	E类：保留未使用
		 240-255

	特殊地址
		0.0.0.0
			0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址。它表示所有不清楚的主机和目的网络
		255.255.255.255
			限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机
		127.0.0.1～127.255.255.254
			本机回环地址，主要用于测试。在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的 数据包
		224.0.0.0到239.255.255.255
			组播地址，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF路由器，地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序
		169.254.x.x
			如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又无法从DHCP服务器获取地址，系统会为主机分配这样地址

五,IP配置方法

ifconfig命令
	ifconfig [interface]
	ifconfig -a
	ifconfig IFACE [up|down]
		例:ifconfig eht0 up|down
	ifconfig interface [aftype] options | address ...
		ifconfig IFACE IP/netmask [up]
	 		例:ifconfig eht0 172.16.1.1/24 
		ifconfig IFACE IP netmask NETMASK
	 		例:ifconfig eth0 172.16.1.1 netmask 255.255.255.0
	 		注意:使用ifconfig命令直接送入内核立即生效,重启后失效,想永久生效要修改配置文件

ip命令
	ip addr { add | del } IFADDR dev STRING
		例子:ip addr add 172.16.1.1/24 dev ens33