Linux学习（八）
1、简述OSI七层模型和TCP/IP五层模型
OSI七层模型
开放式系统互联模型（英语：Open System Interconnection Model，缩写：OSI；简称为OSI模型）是一种概念模型，由国际标准化组织提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。定义于ISO/IEC 7498-1。
在制定计算机网络标准方面，起着重大作用的两大国际组织是：国际电信联盟电信标准化部门，与国际标准组织（ISO），虽然它们工作领域不同，但随着科学技术的发展，通信与信息处理之间的界限开始变得比较模糊，这也成了国际电信联盟电信标准化部门和ISO共同关心的领域。1984年，ISO发布了著名的ISO/IEC 7498标准，它定义了网络互联的7层框架，也就是开放式系统互联参考模型
根据建议X.200，OSI将计算机网络体系结构划分为以下七层，标有1～7，第1层在底部。 现“OSI/RM”是英文“Open Systems Interconnection Reference Model”的缩写。
第7层 应用层（Application Layer） 提供为应用软件而设的接口，以设置与另一应用软件之间的通信。例如：HTTP、HTTPS、FTP、Telnet、SSH、SMTP、POP3等。
第6层 表达层（Presentation Layer） 把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式。
第5层 会话层（Session Layer） 负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接。
第4层 传输层（Transport Layer） 把传输表头（TH）加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议（TCP）等。
第3层 网络层（Network Layer） 决定数据的路径选择和转寄，将网络表头（NH）加至数据包，以形成报文。网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议（IP）等。
第2层 数据链路层（Data Link Layer） 负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时，会形成信息框（Data Frame）。数据链表头（DLH）是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾（DLT）是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网（Wi-Fi）和通用分组无线服务（GPRS）等。分为两个子层：逻辑链路控制（logical link control，LLC）子层和介质访问控制（Media access control，MAC）子层。
第1层 物理层（Physical Layer） 在局部局域网上传送数据帧（Data Frame），它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机接口卡等。
TCP/IP五层模型
TCP/IP 五层模型可以分为：应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。
2、总结描述TCP三次握手四次挥手
TCP用三次握手（或称三路握手，three-way handshake） 过程创建一个连接。在连接创建过程中，很多参数要被初始化，例如序号被初始化以保证按序传输和连接的强壮性。
TCP连接的正常创建
一对终端同时初始化一个它们之间的连接是可能的。但通常是由一端打开一个套接字（socket）然后监听来自另一方的连接，这就是通常所指的被动打开（passive open）。服务器端被被动打开以后，用户端就能开始创建主动打开（active open）。1、客户端通过向服务器端发送一个SYN来创建一个主动打开，作为三次握手的一部分。客户端把这段连接的序号设定为随机数A。
2、服务器端应当为一个合法的SYN回送一个SYN/ACK。ACK的确认码应为A+1，SYN/ACK包本身又有一个随机产生的序号B。
3、最后，客户端再发送一个ACK。此时包的序号被设定为A+1，而ACK的确认码则为B+1。当服务端收到这个ACK的时候，就完成了三次握手，并进入了连接创建状态。
如果服务器端接到了客户端发的SYN后回了SYN-ACK后客户端掉线了，服务器端没有收到客户端回来的ACK，那么，这个连接处于一个中间状态，既没成功，也没失败。于是，服务器端如果在一定时间内没有收到的TCP会重发SYN-ACK。在Linux下，默认重试次数为5次，重试的间隔时间从1s开始每次都翻倍，5次的重试时间间隔为1s, 2s, 4s, 8s, 16s，总共31s，第5次发出后还要等32s才知道第5次也超时了，所以，总共需要 1s + 2s + 4s+ 8s+ 16s + 32s = 63s，TCP才会断开这个连接。使用三个TCP参数来调整行为：tcp_synack_retries 减少重试次数；tcp_max_syn_backlog，增大SYN连接数；tcp_abort_on_overflow决定超出能力时的行为。
连接终止使用了四路握手过程（或称四次握手，four-way handshake） ，在这个过程中连接的每一侧都独立地被终止。当一个端点要停止它这一侧的连接，就向对侧发送FIN，对侧回复ACK表示确认。因此，拆掉一侧的连接过程需要一对FIN和ACK，分别由两侧端点发出。
首先发出FIN的一侧，如果给对侧的FIN响应了ACK，那么就会超时等待2* MSL时间，然后关闭连接。在这段超时等待时间内，本地的端口不能被新连接使用；避免延时的包的到达与随后的新连接相混淆。RFC793定义了MSL为2分钟，Linux设置成了30s。参数tcp_max_tw_buckets控制并发的TIME_WAIT的数量，默认值是180000，如果超限，那么，系统会把多的TIME_WAIT状态的连接给destory掉，然后在日志里打一个警告（如：time wait bucket table overflow）
连接可以工作在TCP半开状态。即一侧关闭了连接，不再发送数据；但另一侧没有关闭连接，仍可以发送数据。已关闭的一侧仍然应接收数据，直至对侧也关闭了连接。
也可以通过测三次握手关闭连接。主机A发出FIN，主机B回复FIN & ACK，然后主机A回复ACK.[13]
一些主机（如Linux或HP-UX）的TCP栈能实现半双工关闭序列。这种主机如果主动关闭一个连接但还没有读完从这个连接已经收到的数据，该主机发送RST代替FIN[14]。这使得一个TCP应用程序能确认远程应用程序已经读了所有已发送数据，并等待远程侧发出的FIN。但是远程的TCP栈不能区分Connection Aborting RST与Data Loss RST，两种原因都会导致远程的TCP栈失去所有的收到数据。
一些应用协议使用TCP open/close handshaking，因为应用协议的TCP open/close handshaking可以发现主动关闭的RST问题。
TCP/IP栈采用上述方法不能保证所有数据到达对侧，如果未读数据已经到达对侧。
3、描述TCP和UDP区别
TCP是面向连接的协议，UDP为无连接协议；
TCP可实现可靠传输，使用流量控制和拥塞控制；UDP为不可靠传输
TCP面向字节流，把数据看成一连串无结构的字节流，UDP面向报文；
TCP是全双工可靠信道，UDP是不可靠信道；
TCP适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输的场景；UDP适用于实时应用（例如语音，视频等）
4、总结ip分类以及每个分类可以分配的IP数量
IPv4
IP地址由32位二进制数组成，为便于使用，常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表现，每组XXX代表小于或等于255的10进制数，该表示方法称为点分十进制。例如维基媒体的一个IP地址是208.80.152.2。地址可分为A、B、C、D、E五大类，其中E类属于特殊保留地址。
IP地址是唯一的。目前IPv4技术可能使用的IP地址最多可有4,294,967,296个（即232）。看上去像是很难会用尽，但由于早期编码和分配上的问题，很多区域的编码实际上被空出或不能使用。加上互联网的普及，使大部分家庭都至少有一部电脑，连同公司的电脑，以及连接网络的各种设备都消耗大量IPv4地址资源。
随着互联网的快速成长，IPv4的42亿个地址最终于2011年2月3日用尽。相应的科研组织已研究出128位的IPv6，其IP地址数量最高可达3.402823669 × 1038个，届时每个人家居中的每件电器，每件对象，甚至地球上每一粒沙子都可以拥有自己的IP地址。
在A类、B类、C类IP地址中，如果主机号是全1，那么这个地址为直接广播地址，它是用来使路由器将一个分组以广播形式发送给特定网络上的所有主机。32位全为1的IP地址“255.255.255.255”为受限广播地址（"limited broadcast" destination address），用来将一个分组以广播方式发送给本网络中的所有主机，路由器则阻挡该分组通过，将其广播功能限制在本网内部。
IPv6
从IPv4到IPv6最显著的变化就是网络地址的长度。RFC 2373和RFC 2374定义的IP地址，就像下面章节所描述的，有128位长；IP地址的表达形式，一般采用32个十六进制数。IP中可能的地址有2128≈3.4×1038个，具体数量为340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456（即1632)，因为32位地址每位可以取16个不同的值。 在很多场合，IP地址由两个逻辑部分组成：一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址，主机地址通常根据物理地址自动生成，叫做EUI-64（或者64-位扩展唯一标识）
5、总结IP配置方法
1、查看IP，临时修改IP，重启后恢复默认IP。
2、查看、添加多个IP或者别名、删除IP 重启服务恢复默认IP
ip addr
ip addr add 192.168.5.20/24 dev ens33
ip addr del 192.168.5.20/24 dev ens 33
3、查看、添加、删除IP 重启服务保存修改IP
nmcli con show ens33
nmcli connection modify ens33 +ipv4.addresses 192.168.5.20/24
nmcli connection modify ens33 -ipv4.addresses 192.168.5.20/24
4、修改网卡配置文件
service network restart
