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。
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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.
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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.
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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.
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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。
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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。
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
- TCP 面向连接(如打电话需要先拨号)，UDP面向无连接(即发送数据前不需要建立连接)。
- TCP 提供可靠的服务，而UDP则无法保证。
- TCP 面向字节流，而 UDP 面向报文。
- TCP 数据传输慢，比如需要慢启动，UDP数据传输快，啥都不管直接就传。
- TCP 是点对点连接的，UDP可以一对一，一对多，多对多都可以，所以组播，广播基本都用UDP协议。
- TCP 适用于邮件、网页等，UDP 适用于语音，直播等场景。
