1、网络层次划分
不管是OSI七层模型还是TCP/IP的四层、五层模型，每一层中都有自己的专属协议，完成自己相应的工作以及与上下层级之间进行沟通。由于OSI七层模型为网络的标准层次划分，所以我以OSI七层模型为例从下向上进行一一介绍：
协议的作用：
1）物理层
该层为上层协议提供了一个传数据的可靠物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。通过媒介传输比特，确定机械及电气规范（比特Bit）
物理层记住两个重要的设备名称，中继器（Repeater，也叫放大器）和集线器
物理层协议：RJ45、CLOCK、IEEE802.3 （中继器，集线器）
2）数据链路层
数据链路层在物理层提供的服务的基础上再向网络层提供服务，最基本的服务是将原子网络层来的数据可靠地传输到相邻结点的目标机网络层，将比特组装成帧和点到点的传递（帧Frame）
数据链路层协议：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC （网桥，交换机）
3）网络层
负责数据包从源到宿的传递和网际互连（包PackeT）
网络层的目的是实现两端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。用少量的词来记忆网络层，那就是“路径选择，路由及逻辑寻址”。
网络层涉及众多的协议，其中包括最重要的协议，也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。
有关网络层的重点：
网络层负责对子网间地数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互联等功能
基本数据单位为IP数据报
包含的主要协议：
Internet Protocol（因特网互联协议）
Internet Control Message Protocol（因特网控制报文协议）
Address Resolution Protocol（地址解析协议）
Reverse Address Resolution Protocol（逆地址解析协议）
重要地设备：路由器
网络层协议：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、 （路由器）
4）传输层
提供端到端的可靠报文传递和错误恢复（段Segment）
第一个端到端（主机到主机）的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
传输层的任务是根据通信子网的特性，利用最佳的网络资源，为两个端系统的会话层之间提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。
网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应地端口
有关传输层的重点：
包含的主要协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）
重要设备：网关
传输层协议：TCP、UDP、SPX
5）会话层
建立、管理和终止会话（会话协议数据单元SPDU）
会话层管理主机之间的会话进程，负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。
会话层、表示层、应用层重点：
数据传输基本单位为报文
包含的主要协议：FTP（文件传输协议）、Telnet（远程登陆协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议）、POP3协议（邮局协议）、HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）
会话层协议：NFS、SQL、NETBIOS、RPC
6）表示层
表示层：对数据进行翻译、加密和压缩（表示协议数据单元PPDU）
表示层对上层数据或信息进行变换，保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。
表示层协议：JPEG、MPEG、ASII
7）应用层
应用层：允许访问OSI环境的手段（应用协议数据单元APDU）
应用层是操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
应用层协议：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS
2、IP地址分类
1）网络地址
IP地址由网络号（包括子网号）和主机号组成，网络地址的主机号全为0，网络地址代表着整个网络（网络号）
2）广播地址
广播地址通常称为直接广播地址，是为了区分受限广播地址。
广播地址与网络地址的主机号正好相反，广播地址中，主机号为全1。当向某个网络的广播地址发送消息时，该网络内的所有主机都能收到该广播消息。
3）组播地址
D类地址就是组播地址
A类地址以0开头，第一个字节作为网络号，地址范围为：0.0.0.0~127.255.255.255
B类地址以10开头，前两个字节作为网络号，地址范围是：127.0.0.0~191.255.255.255
C类地址以110开头，前三个字节作为网络号，地址范围是：192.0.0.0~223.255.255.255
D类地址以1110开头，地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255，D类地址作为组播地址（一对多的通信）
E类地址以1111开头，地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255，E类地址为保留地址，供以后使用
注：只有A、B、C由网络号和主机号之分，D、E没有划分网络号和主机号
类别 网络号 /占位数 主机号 /占位数 用途
A（以0开头） 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 国家级
B（以10开头） 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨过组织
C（以110开头）192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企业组织
注意：
1）以下是留用的内部私有地址，Internet上没使用的地址
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
4）255.255.255.255
该IP地址指的是受限的广播地址。受限广播地址与一般广播地址（直接广播地址）的区别在于，首先广播地址只能用于本地网络，路由器不会转发以受限广播地址为目的的地址的分组；一般广播地址既可以在本地广播，也可跨网段广播。例如：主机192.168.1.1/30直接广播数据包后，另一个网段192.168.1.15/30也能直接收到该数据包；若发送受限广播数据包则不能收到
注：一般的广播地址（直接广播地址）能够通过某些路由器（当然不是所有的路由器），而受限的广播地址则不能通过路由器
5）0.0.0.0
常用于寻找自己的IP地址，例如在RARP，BOOTP和DHCP协议中，若某个位置IP地址的无盘机想要知道自己的IP地址，他就以255.255.255.255为目的地址，像本地范围（具体而言是被各个路由器屏蔽的范围内）的服务器发送IP请求分组
6）回环地址
127.0.0.0/8被用作回环地址，回环地址表示本机的地址，常用于对本机的测试，用得最多的是127.0.0.1
7）A、B、C类私有地址
私有地址（Private Address）也叫专用地址，他们不会在全球使用，只具有本地意义
A类私有地址：10.0.0.0/8，范围是：10.0.0.0~10.255.255.255
B类私有地址：172.16.0.0/12，范围是：172.16.0.0~172.31.255.255
C类私有地址：192.168.0.0/16，范围是：192.168.0.0~192.168.255.255
3、子网掩码及网络划分
为了在网络分段情况下有效利用IP地址，通过对主机号的高位部分作为子网号，从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码，用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时，在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。
子网掩码：是标志两个IP地址是否属于一个子网的，也是32位二进制地址，其每一个1代表该位是网络位，0代表主机位。它和IP地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个IP地址在子网掩码的按位与计算所得结果相同，即表明它们共属于同一个子网中。
注：在计算子网掩码时，要注意IP地址中的保留地址，即"0"地址和广播地址，他们是指主机地址或网络全为"0"或"1"时的IP地址，他们代表着本网络地址和广播地址，一般是不能被计算在内的。
子网掩码的计算
对于无须再划分成子网的IP地址来说，其子网掩码非常简单，即按照其定义即可写出：如某B类IP地址位10.12.3.0，则该IP地址的子网掩码255.255.0.0；如果它是一个C类地址，则其子网掩码为255.255.255.0。其他类推。下面关键要介绍的是一个IP地址，还需要将其高位主机再作为划分出的子网网络号，剩下的是每个子网的主机号，这时该如何进行每个子网的掩码计算
子网掩码计算
1、利用子网数来计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
1)将子网数目转化为二进制来表示
2)取得该二进制的位数，为 N
3)取得该 IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
如欲将C类IP地址192.168.10.0划分成4个子网：
1)4=100
2)该二进制为三位数，N = 3
3)将A类地址的子网掩码255.255.255.0的主机地址前3位置 1，得到子网掩码255.255.255.224。(具体见下图）
2、利用主机数来计算
1)将主机数目转化为二进制来表示
2)如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数。
3)将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。
如欲将B类IP地址192.168.10.0划分成若干子网，每个子网内有主机25台：
1) 25=11001
2)该二进制为十位数，N = 5
3)将该B类地址的子网掩码 255.255.255.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255，然后再从后向前将后5位置0，即为：11111111.11111111.11111111.11100000，即255.255.252.224。
4、ARP地址解析协议
地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。
1：首先，每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。
2：当源主机要发送数据时，首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址，如果有，则直接发送数据，如果没有，就向本网段的所有主机发送ARP数据包，该数据包包括的内容有：源主机 IP地址，源主机MAC地址，目的主机的IP 地址
3：当本网络的所有主机收到该ARP数据包时，首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是，则忽略该数据包，如果是，则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中，如果已经存在，则覆盖，然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中，告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。
4：源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表，并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。
注意：广播（255.255.255.255）发送ARP请求，单播发送ARP响应。
5、简单介绍几种协议
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
TFTP协议： 是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务。
HTTP协议： 超文本传输协议，是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统
NAT协议：网络地址转换属接入广域网(WAN)技术，是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术
DHCP协议：动态主机配置协议，是一种让系统得以连接到网络上，并获取所需要的配置参数手段，使用UDP协议工作。具体用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。
6、TCP三次握手四次挥手
三次握手：
第一次握手：客户端发送syn包(seq=x)到服务器，并进入SYN_SEND(发送)状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（seq=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV（接收）状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（已建立）状态，完成三次握手。
说明：
1）SYN和ACK是标志位（0/1）（ACK=1表明ack有效），seq是序列号，ack是确认号。2）给对方的确认方式就是把对方传来的seq+1并赋给ack。
四次挥手：
第一次挥手：主动关闭方发送一个FIN，用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我已经不 会再给你发数据了(当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，主动关闭方依然会重发这些数据)，但是，此时主动关闭方还可 以接受数据。
第二次挥手：被动关闭方收到FIN包后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1。
第三次挥手：被动关闭方发送一个FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。
第四次挥手：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。
说明：
1）SYN攻击 用众多伪造ip地址向服务器发送SYN=1（请求连接），让服务器处于SYN-RCVD状态，但都无法第三次握手（因为伪造ip不存在）
2）4次挥手中的FIN就相当于三次握手中的SYN。
3）序号seq，确认序号ack，确认标志位ACK作用还是一样的，就是确认作用（把seq加上1赋给ack，并把ACK置1）
4）为什么一个3次1个4次不一样？
因为两端的数据并不是同时发送完，所以两端谁发送完数据都需要自己告诉对方一次，并且对方确认一次。
7、在浏览器中输入www.baidu.com后执行的全部过程
1、客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48，然后通过TCP进行封装数据包，输入到网络层。
2、在客户端的传输层(添加TCP头)，把HTTP会话请求分成报文段，添加源和目的端口，如服务器使用80端口监听客户端的请求，客户端由系统随机选择一个端口如5000，与服务器进行交换，服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。
3、客户端的网络层（添加IP头）不用关系应用层或者传输层的东西，主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器，期间可能经过多个路由器，这些都是由路由器来完成的工作，我不作过多的描述，无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。
4、客户端的链路层（添加MAC头），包通过链路层发送到路由器，通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址，然后发送ARP请求查找目的地址，如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了，然后发送IP数据包到达服务器的地址。
8、TCP和UDP的区别
这是传输层的两个协议，先说一下传输层的两大功能：
- 复用：在发送端，多个应用进程公用一个传输层；
- 分用：在接收端，传输层会根据端口号将数据分给不同的应用进程。
传输层和网络层的区别：
- 网络层为不同的主机提供通信服务，传输层为不同应用进程提供通信服务。
- 网络层只对报文头部进行差错检测，而传输层对整个报文进行差错检测。
UDP（User Data Protocol）用户数据报协议
- 无连接
- 不可靠（不能保证都送达）
- 面向报文（UDP数据传输单位是报文，不会对数据进行拆分和拼接操作，只是给上层传来的数据加个UDP头或者给下层来的数据去掉UDP头）
- 没有拥塞控制，始终以恒定速率发送数据
- 支持一对一、一对多、多对多、多对一
- 首部开销小，只有8字节
TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议
- 有连接
- 可靠的
- 面向字节流
- 全双工通信，TCP两端既可以作为发送端也可以作为接收端
- 连接的两端只能是两个端点，即一对一，不能一对多
- 至少20个字节，比UDP大的多
什么是TCP连接
TCP连接是一种抽象的概念，表示一条可以通信的链路。
每个TCP连接有且仅有两个端点，表示通信的双方，且双方在任意时刻都可以作为发送者和接受者。
什么是套接字
一条TCP连接的两端就是两个套接字。
套接字 = IP地址 ：端口号
因此，TCP连接 = （套接字1，套接字2）= （IP1：端口号1，IP2：端口号2）
9、TCP对应的协议和UDP对应的协议
TCP对应的协议：
（1） FTP：定义了文件传输协议，使用21端口。
（2） 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。
（3） SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件。服务器开放的是25号端口。
（4） POP3：它是和SMTP对应，POP3用于接收邮件。POP3协议所用的是110端口。
（5）HTTP：是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。
UDP对应的协议：
（1） 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。
（2） 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。
（3） TFTP(Trival File Transfer Protocal)，简单文件传输协议，该协议在熟知端口69上使用UDP服务。
10、DNS域名系统，简单描述其工作原理。
当DNS客户机需要在程序中使用名称时，它会查询DNS服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询信息包括三条信息：包括：指定的DNS域名，指定的查询类型，DNS域名的指定类别。基于UDP服务，端口53. 该应用一般不直接为用户使用，而是为其他应用服务，如HTTP，SMTP等在其中需要完成主机名到IP地址的转换。
11、面向连接和非面向连接的服务的特点是什么？
面向连接的服务，通信双方在进行通信之前，要先在双方建立起一个完整的可以彼此沟通的通道，在通信过程中，整个连接的情况一直可以被实时地监控和管理。
非面向连接的服务，不需要预先建立一个联络两个通信节点的连接，需要通信的时候，发送节点就可以往网络上发送信息，让信息自主地在网络上去传，一般在传输的过程中不再加以监控。
12、TCP的三次握手过程？为什么会采用三次握手，若采用二次握手可以吗？
答：建立连接的过程是利用客户服务器模式，假设主机A为客户端，主机B为服务器端。
（1）TCP的三次握手过程：主机A向B发送连接请求；主机B对收到的主机A的报文段进行确认；主机A再次对主机B的确认进行确认。
（2）采用三次握手是为了防止失效的连接请求报文段突然又传送到主机B，因而产生错误。失效的连接请求报文段是指：主机A发出的连接请求没有收到主机B的确认，于是经过一段时间后，主机A又重新向主机B发送连接请求，且建立成功，顺序完成数据传输。考虑这样一种特殊情况，主机A第一次发送的连接请求并没有丢失，而是因为网络节点导致延迟达到主机B，主机B以为是主机A又发起的新连接，于是主机B同意连接，并向主机A发回确认，但是此时主机A根本不会理会，主机B就一直在等待主机A发送数据，导致主机B的资源浪费。（这就是缺少第三次握手(A再给B确认））
（3）采用两次握手不行，原因就是上面说的实效的连接请求的特殊情况。
13、了解交换机、路由器、网关的概念，并知道各自的用途
1）交换机
在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背 部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部 交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表 中。
交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过ARP协议学习它的MAC地址，保存成一张 ARP表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不 能划分网络层广播，即广播域。
交换机被广泛应用于二层网络交换，俗称“二层交换机”。
交换机的种类有：二层交换机、三层交换机、四层交换机、七层交换机分别工作在OSI七层模型中的第二层、第三层、第四层盒第七层，并因此而得名。
2）路由器
路由器（Router）是一种计算机网络设备，提供了路由与转送两种重要机制，可以决定数据包从来源端到目的端所经过 的路由路径（host到host之间的传输路径），这个过程称为路由；将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行)，这称为转 送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层，例如网际协议。
路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。 路由器与交换器的差别，路由器是属于OSI第三层的产品，交换器是OSI第二层的产品(这里特指二层交换机)。
3）网关
网关（Gateway），网关顾名思义就是连接两个网络的设备，区别于路由器（由于历史的原因，许多有关TCP/IP 的文献曾经把网络层使用的路由器（Router）称为网关，在今天很多局域网采用都是路由来接入网络，因此现在通常指的网关就是路由器的IP），经常在家 庭中或者小型企业网络中使用，用于连接局域网和Internet。 网关也经常指把一种协议转成另一种协议的设备，比如语音网关。
参考链接：
https://blog.csdn.net/qq_37236745/article/details/83590684
https://www.cnblogs.com/xdyixia/p/9275246.html
