TCP/IP那些你需要掌握的知识

什么是TCP/IP?

　　TCP/IP协议模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol），包含了一系列构成互联网基础的网络协议，是Internet的核心协议。并不只有TCP与IP两种协议，而是一个应用于不同网络间信息传输的协议簇，它对网络中各结构层次的通信制定了标准和方法。TCP/IP包含了很多协议，常见的协议包括IP、FTP、TCP、UDP、SMTP等。

OSI七层模型和TCP/IP 四模型

OSI七层模型：开放系统互连参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT) 联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。

应用层: 网络服务与最终用户的一个接口，常见的协议有:HTTP FTP SMTP SNMP DNS.
表示层: 数据的表示、安全、压缩。，确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。
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.
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 等.
数据链路层: 在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路。
物理层: 建立、维护、断开物理连接。

TCP/IP总共你四层，OSI的应用层，表示层，会话层对应了TCP/IP的应用层，OSI的数据链路层，物理层对应了TCP/IP的最下面的网络接口层。

一个 TCP 连接的生命周期

完整的 TCP 连接过程

TCP 是如何确保可靠性的

　　TCP 是可靠的连接，它是如何在不稳定的网络中可靠性呢?
　　通过三次握手，四次挥手来保证连接和断开的可靠性、是否有状态(哪些数据发送了，哪些没发)、可控制(超时重传、流量控制、拥塞控制等)。

一个 TCP 连接的生命周期

首先，TCP的连接是基于三次握手，而断开则是基于四次挥手，确保连接和断开的可靠性。
其次，TCP的可靠性，还体现在有状态，TCP会在内核中维护一些数据结构来记录哪些数据发送了，哪些数据被接收了，哪些没有被接受，并且保证数据包按序到达，保证数据传输不出差错。　
TCP 的可靠性，还体现在可控制。它有数据包校验、ACK 应答、超时重传(发送方)、失序数据重传(接收方)、丢弃重复数据、流量控制(滑动窗口)和拥塞控制等机制。

TCP 报文首部有哪些字段，其作用又分别是什么?

　　 TCP头部

16位端口号: 源端口号，主机该报文段是来自哪里。
目标端口号，要传给哪个上层协议或应用程序。
32位序号: 一次 TCP 通信(从 TCP 连接建立到断开)过程中某一个传输方向上的字节流的每个字节的编号。
32位确认号: 用作对另一方发送的 tcp 报文段的响应。其值是收到的 TCP 报文段的序号值加 1。
4 位头部长度: 表示 tcp 头部有多少个 32bit 字(4 字节)。因为 4 位最大能标识 15，所以 TCP 头部最长是 60 字节。
6 位标志位: URG(紧急指针是否有效)，ACk(表示确认号是否有效)，PSH(缓冲区尚未填满)，RST(表示要求对方重新建立连接)，SYN(建立连接消息标志接)，FIN(表示告知对方本端要关闭连接了)。
16 位窗口大小: 是TCP 流量控制的一个手段。这里说的窗口，指的是接收通告窗口。它告诉对方本端的 TCP 接收缓冲区还能容纳多少字节的数据，这样对方就可以控制发送数据的速度。
16 位校验和: 由发送端填充，接收端对 TCP 报文段执行 CRC 算法以检验 TCP 报文段在传输过程中是否损坏。注意，这个校验不仅包括 TCP 头部，也包括数据部分。这也是 TCP 可靠传输的一个重要保障。
16 位紧急指针: 一个正的偏移量。它和序号字段的值相加表示最后一个紧急数据的下一字节的序号。因此，确切地说，这个字段是紧急指针相对当前序号的偏移，不妨称之为紧急偏移。TCP 的紧急指针是发送端向接收端发送紧急数据的方法。

TCP和UDP的区别