OSI七层协议与TCP/IP模型、三次握手与四次挥手

一、OSI，Open System Interconnection，开放式系统互联

国际标准化组织(ISO，International Organization for Standardization)制定了OSI模型，该模型定义了不同计算机互联的标准，是设计和描述计算机网络通信的基本框架。

①  物理层：包括对连接到网络上的设备描述其各种机械的、电气的、功能的规定（给予电气特性发送高低电压（电信号），高电压对应数字1，低电压对应数字0）

数据传送单位：比特流bit

典型设备：中继器、集线器、双绞线

②数据链路层：定义电信号的分组，一组构成一个数据包叫做帧，一帧分为报头head和数据data两部分

head部分固定18个字节，发送者/源地址6个字节，接收者/目标地址6个字节，数据类型6个字节。源地址和目标地址为网卡的MAC地址，通常用12位十六进制数表示。

数据传送单位：数据帧Frame

典型设备：网桥、网卡、以太网交换机

③网络层：引用网络地址来区分不同的广播域和子网

协议有ip、arp、rarp、icmp、igmp等

ip地址数据包也分为head和data部分

head长度为20-60字节

数据传送单位：数据包Packet

典型设备：路由器、三层交换机

④传输层：端口到端口的通信，端口号范围为0-65535

协议有tcp、udp

数据传送单位：数据端Segment

典型设备：四层交换机、四层交换器

⑤会话层：建立、终止和管理会话

数据传送单位：会话层及以上的高层次中，数据传送单位统称为报文

⑥表示层：数据的格式表示、压缩与解压缩、加密解密

⑦应用层：网络服务与最终用户的一个接口

协议有http、https、ftp、sftp、dns、telnet、pop3、dhcp、smtp、snmp等

 

二、TCP/IP模型

实际上是OSI模型的一个浓缩版本，它只有四个层次：

1.网络接入层：对应着OSI的数据链路层和物理层

2.网络层：对应着OSI的网络层

3.传输层：对应着OSI的传输层

4.应用层：对应着OSI的应用层、表示层、会话层

OSI模型的网络层同时支持面向连接和无连接的通信，但是传输层只支持面向连接的通信；

TCP/IP模型的网络层只提供无连接的服务，但是传输层上同时提供两种通信模式。

 

 

三、三次握手和四次挥手

 

以上，SYN表示建立连接，ACK表示响应，seq表示发送的随机数，FIN表示关闭连接。

1.三次握手过程：

①客户端发送SYN，请求与服务端建立连接，并同时发送一个随机数seq到服务端

②服务端确认建立连接信息，返回ACK(值为客户端发送的seq+1)；并同时发送SYN请求与客户端建立连接，和发送随机数seq

③客户端确认建立连接信息，返回ACK(值为服务端发送的seq+1)

 

服务端允许的连接数有限制，且存在一个backlog即半连接池，建立连接的请求会首先进入到半连接池，然后服务端会在空闲时从半连接池获取请求并建立连接。

 

2.四次挥手

①客户端发送FIN，请求关闭连接，并同时发送一个随机数seq到服务端

②服务端确认关闭连接信息，返回ACK(值为客户端发送的seq+1)

③服务端发送FIN，请求关闭连接，并同时发送一个随机数seq到客户端

④客户端确认关闭连接信息，返回ACK(值为服务端发送的seq+1)

 

先请求关闭连接的不一定是客户端，实际上一般是服务端先关闭连接，避免占用服务端的资源。