1. 为什么要对网络协议分层
- 简化问题难度和复杂度。由于各层之间独立，我们可以分割大问题为小问题。
- 灵活性好。当其中一层的技术变化时，只要层间接口关系保持不变，其他层不受 影响。
- 易于实现和维护。
- 促进标准化工作。分开后，每层功能可以相对简单地被描述。
2. 网络协议常见分层方式
TCP/IP是一个四层的体系结构，主要包括：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
五层协议的体系结构主要包括：应用层、运输层、网络层，数据链路层和物理层。
OSI七层协议模型主要包括是：应用层（Application）、表示层 （Presentation）、会话层（Session）、运输层（Transport）、网络层 （Network）、数据链路层（Data Link）、物理层（Physical）。
- 物链网输会示用(物联网叔会使用)
3. 应用层
定义应用进程间的协议
比如
- 电子邮件
- SMTP(简单邮件发送协议)
- POP3(邮局协议)、IMAP(网际报文存取协议)
- 万维网
- HTTP(超文本传输协议)
- 包含的具体请求有：
- GET：对服务器资源的简单请求
- POST：用于发送包含用户提交数据的请求
- HEAD：类似于GET请求，不过返回的响应中没有具体内容，用于获取报头
- PUT：传说中请求文档的一个版本
- DELETE：发出一个删除指定文档的请求
- TRACE：发送一个请求副本，以跟踪其处理进程
- OPTIONS：返回所有可用的方法，检查服务器支持哪些方法
- CONNECT：用于ssl隧道的基于代理的请求
- HTTP(超文本传输协议)
- FTP(文件传输协议)
- DNS 域名服务
HTTP和HTTPS的区别
概述：HTTPS简单讲是HTTP的安全版。只是HTTPS加密信任这个环节，需要信任机构颁发可信证书。
1、关于端口区别：HTTP：80端口、HTTPS：443端口。
2、数据传输区别：HTTP数据明文传输、HTTPS数据加密传输。
3、真假网站识别：HTTP很容易被复制、HTTPS网站使用OV或EV证书必须要实名，而且要求很严格，尤其是EV证书，地址栏将直接展示名称，比如各大银行的网站。
4、应用传输：HTTP工作于应用层、HTTPS工作在传输层。
5、地址协议区别：
http://开头（浏览器情况下显示问号、不安全）
https://开头（浏览器展示安全，绿色小锁图标）
6、协议门槛：HTTP不需要证书、HTTPS需要Gworg机构颁发SSL证书。
解析URL的过程
- DNS解析
- TCP连接
- 发送HTTP请求
- 服务器处理请求并返回HTTP报文
- 浏览器解析渲染页面
- 连接结束
4. 传输层
传输层主要负责主机之间的数据传输服务
主要用以下两种协议
- 传输控制协议-TCP：提供面向连接的，可靠的数据传输服务。
- 用户数据协议-UDP：提供无连接的，尽大努力的数据传输服务（不 保证数据传输的可靠性）。
| 具体内容 | UDP | TCP |
|---|---|---|
| 是否连接 | 无连接 | 面向连接 |
| 是否可靠 | 不可靠传输，不使用流量控制与拥塞控制 | 可靠传输，使用流量与拥塞控制 |
| 连接对象个数 | 支持一对一、一对多、多对一和多对多交互通信 | 只能是一对一 |
| 传输方式 | 面向报文 | 面向字节流 |
| 首部开销 | 首部开销小，仅8字节 | 首部20~60字节 |
| 场景 | 适用于实时应用(IP电话、直播视频等) | 适用于要求可靠传输的应用(如文件传输) |
TCP
TCP报文格式
seq：第一字节编号
ack：期望收到下一段的第一个序号
有六个控制位需要重点介绍：
- URG 紧急位
- ACK 确认位 建立连接后始终为1
- PSH 推送位 取1 时尽快交付，不需要缓存满
- RST 复位 取1 时连接出错，要先释放，再建立
- SYN 同步位 连接请求，接受报
- FIN 终止位 取1时发送完数据释放连接
连接控制：三次握手、四次挥手
两张图参考了：https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891 讲的也很好
- 三次握手
动图
静止
- 第一次握手：
- Client 什么都不能确认；
- Server 确认了对方发送正常，自己接收正常
- 第二次握手：
- Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；
- Server 确认了： 对方发送正常，自己接收正常
- 第三次握手：
- Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；
- Server 确认了： 自己发送、接收正常，对方发送、接收正常
- 四次挥手
动图
静止：
任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知，待对方确认后进入半关闭状态。
当另 一方也没有数据再发送的时候，则发出连接释放通知，对方确认后就完全关闭了TCP连接。
举个例子：A 和 B 打电话，通话即将结束后，
A 说“我没啥要说的了”，
B回答“我知道了”，但 是 B 可能还会有要说的话，A 不能要求 B 跟着自己的节奏结束通话，
于是 B 可能又巴拉巴拉说 了一通，最后 B 说“我说完了”，
A 回答“知道了”，这样通话才算结束。
流量控制—滑动窗口
采用滑动窗口的方式进行流量控制
流量控制是为了控制发送方发送速率，保证接收方来得及接收。
接收方发送的确认报文中的窗口字段可以用来控制发送方窗口大小，从而影响发送方的发送速率。将窗口字段设置为 0，则发送方不能发送数据。
拥塞控制
TCP的拥塞控制采用了四种算法，即慢开始 、 拥塞避免 、快重传 和 快恢复。
在网络层也可以 使路由器采用适当的分组丢弃策略（如主动队列管理 AQM），以减少网络拥塞的发生。
慢开始：cwnd大小一轮一翻倍
拥塞避免：cwnd大小到达ssthresh时不翻倍，慢慢+1
快速重传和恢复（fast retransmit and recovery， FRR）
快重传：收到三个重复确认ack，则执行快重传
快恢复：在拥塞时的cwnd直接减半，不归1，然后逐渐+1
对应协议
- FTP：定义了文件传输协议，使用21端口。
- SSH（Secure Shell，用于替代安全性差的TELNET），用于加密安全登陆用。 端口号22
- Telnet：一种用于远程登陆的端口，使用23端口，用户可以以自己的身份远程连接到计 算机上，可提供基于DOS模式下的通信服务。
- SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件。服务器开放的是25号端口。
- POP3：它是和SMTP对应，POP3用于接收邮件。POP3协议所用的是110端口。
- HTTP：是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。
UDP
对应协议
- DNS：用于域名解析服务，将域名地址转换为IP地址。DNS用的是53号端口。
- SNMP：简单网络管理协议，使用161号端口，是用来管理网络设备的。由于网络设备很 多，无连接的服务就体现出其优势。
- TFTP(Trival File TransferProtocal)，简单文件传输协议，该协议在熟知端口69上使 用UDP服务。
- BOOTP（Boot Protocol，启动协议），应用于无盘设备。端口67、68
- DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议），动态 配置IP地址。 端口67、68
5. 网络层
IP地址分类
IP地址分为网络号和主机号，
A类地址的前8位是网络地址，
B类地址的前16位是网络地址，
C 类地址的前24位是网络地址。
A类地址： 1.0.0.0~126.0.0.0
B类地址：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C类地址：192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D类地址：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 （作为多播使用）
E类地址：保留
A,B,C是基本类，D、E类作为多播和保留使用。主机号，全0的是网络号，主机号全1的是广播 地址。
私有(保留)地址
A类：10.0.0.0 – 10.255.255.255
B类：172.16.0.0 – 172.31.255.255
C类：192.168.0.0 – 192.168.255.255
ARP协议
ARP(Address Resoltion Protocol) 地址解析协议
每个主机会在自己的ARP缓冲区简历一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之间的 对应关系。
DCHP协议
其实是用UDP的应用层协议
ICMP协议
因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息