1.OSI参考模型（OSI/RM）

1.1 OSI参开模型分为5层，从下至上，每一层完成目标明确的不同的功能。

物理层： 规定了激活、维持和关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性、和过程特性。为上层提供传输数据的物理介质，数据的单位叫比特（bit）。

数据链路层：在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。实现物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等，数据的单位叫帧（frame）。

网络层：  负责对子网间的数据包进行路由选择。实现拥塞控制和网际互联，数据的单位叫数据包（packet）。

传输层：  是第一个端到端的层次。负责将上层数据分段，提供端到端的传输。同时还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。数据的单位叫数据段（segment）。

会话层：  管理主机之间的会话进程，利用在数据中插入校验点实现数据同步。

表示层：  对上层数据进行变换以保证一个主机的应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。数据压缩、加密、格式转换。

应用层：  为操作系统或网络应用程序提供网络服务的接口。

1.2 OSI参考模型中数据封装过程

从应用层到链路层，每一层都要给上层递交的数据加上自己的报头，然后递交给下层。链路层还需要加上自己的报尾，形成最终的一帧数据。传给物理层。

当一帧数据通过物理层传送到目标主机的物理层时，该主机的物理层把他递交给链路层，链路层负责去掉帧头和帧尾（同时进行数据校验）再依次递交给上层。同样的去掉头部，最后数据递交到对应应用程序中。

PS：正如我们生活中的发快递和收快递一样。

2. TCP/IP协议栈模型

2.1 与OSI参考模型对比

应用层、表示层、会话层合并为应用层

网络层改为网络互联层

链路层和物理层合并为主机到网络层

2.2 各层作用

主机到网络层：没有真正描述这一层的实现，只要求提供给其上层的接口。

网络互联层： 是整个协议栈的核心，功能是把分组发往目标网络或主机。

传输层：使源端主机和目标端主机进行会话。包含：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。

应用层：向不同的网络应用引入和不同的网络协议。

2.3 TCP/IP报文格式

IP协议是TCP/IP协议栈中最核心的协议，提供不可靠无连接的服务。依赖其它层的协议进行差错控制。IP协议往往被封装在以太网帧中传送。而所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都被封装在IP数据报中传送。

2.4 套接字

在每个TCP、UDP数据段中都包含源端口和目的端口好字段。把IP地址和端口号合称为一个套接字（Socket）

不同的应用层协议可能基于不同的传输层协议，如FTP（20,21端口）、TELNET（23端口）、SMTP（25端口）基于TCP协议，TFTP（69端口）、SNMP（61,62端口）、RIP（520端口）基于UDP协议，DNS（53端口）同时使用了UDP和TCP协议。

2.5 TCP建立释放连接的过程

3次握手：使数据段的发送和接收同步，同时向其他主机表明其一次可接收的数据量（窗口大小），并建立逻辑连接。

（1）源主机发送一个同步标志位（SYN）置1的TCP数据段，段中标明初始序号（ISN）随机值。

（2）目标主机发回确认数据段，SYN置1，确认位（ACK）置1， 确认字段标明确认序号=源主机ISN+1。同时标明目标主机ISN。

（2）源主机回送一个数据段，同样带有递增的发送序号和确认序号。

4次挥手：

（1）源主机发送一个释放连接标志位（FIN）为1，ACK=1的数据段发出结束会话请求。

（2）目标主机回送一个ACK=1数据段，并带有相应的发送序号和确认序号。

（3）目标主机发FIN=1，ACK=1的数据段发出结束会话请求。

（4）源主机回送一个ACK=1数据段，并带有相应的发送序号和确认序号。

2.6 滑动窗口：用于实现流量控制。

如果滑动窗口过小，则需要在网络上频繁传输确认信息，占用网络大量带宽；如果过大，对于利用率高，容易产生丢包的网络，则需要多次发送重复的数据，同样耗费网络带宽。

3   局域网技术

3.1 以太网技术：1980年2月，美国电气电子工程师学会（IEEE）成立了负责定制网络标准的IEEE802委员会。基于局域网（LAN）和城域网（MAN）标准称为IEEE802标准，其中802.3对于基于总线型的局域网进行了规定。

3.2 以太网地址：为了标识以太网上的每台主机，需要给每台主机上的网络适配器分配一个唯一的通信地址（以太网地址、物理地址、MAC地址、烧录地址（BIA））以太网地址长度为48位，前3个字节为厂商代码，后3个字节为网络适配器编号。

3.3 CSMA/CD：链路层可分为逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC），在局域网技术中采用的是具有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）方法。

3.4 以太网帧格式：目前有4种不同的以太网帧格式：  Ethernet II (DIX 2.0)、Ethernet 802.3 raw、Ethernet 802.3 SAP、Ethernet 802.3 SNAP，现在广泛使用的是第一种。

3.5 WLAN技术：WLAN定义在802.11规范系列中，主要包括4种规范：

802.11：工作在2.4GHz左右，传输速率为1M~2M,采用相移键控（PSK）调制方式。支持跳频扩频（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）。

802.11a： 使用5G频段，调制方式为正交频分复用(OFDM),传输速率54Mb/s。

802.11b: 使用2.4G频段，调制方式为补偿编码键控（CCK），传输速率11M/s,

802.11g：使用2.4G频段，采用以上两种调制方式。

注意：WLAN帧是被确认的，802.11标准使用载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）。

WLAN 支持两种通信模式：

Ad Hoc：对等模式WLAN由一组有无线适配器的无线终端组成，这些无线终端以相同的工作组名、扩展服务集标识符（ESSID）和密码以对等的方式互连，进行点对点或点对多点方式的通信。

Infrastructure： 具有无线适配器的无线终端以无线访问点（AP）为中心，通过无线网桥（AB）、无线接入网关（AG）、无线接入控制器（AC）和无线接入服务器（AS）等将无线局域网与有线网络连接起来。AP将周期广播服务集标识符（SSID），用于讲一个WLAN网络与其他网络区别开。

4 ARP协议和ICMP协议

4.1 ARP协议（地址解析协议）：是一个位于TCP/IP协议栈中的低层协议，负责将IP地址解析成对应的MAC地址。

当一个基于TCP/IP的应用程序需要从一台主机发送数据给另一台主机时，它把信息分割并封装成包，附上目的主机IP地址。然后寻找IP地址到实际MAC地址的映射，这需要发送ARP广播消息。当ARP找到目的主机MAC地址后，就可以形成待发送帧的完整以太网帧头，最后协议栈将IP包封装到以太网帧中进行传送。

ARP报文被封装在以太网帧头部中传输，分为请求和应答两种类型。

4.2 ICMP协议（网间控制报文协议）：ICMP报文提供针对网络层的错误诊断、拥塞控制、路径控制和查询服务。

PING原理与PING命令：ping命令利用ICMP回射请求和回射应答等报文来测试目标系统是否可达（物理连接通畅）。

ICMP回射请求和ICMP回射应答报文是配合工作的，当源主机向目标主机发送了ICMP回射请求数据包后，它期待着目标主机的回答，目标主机在收到一个ICMP回射请求数据包后，它会交换源、目的主机地址，然后将收到的ICMP回射请求数据包的数据原样封装在自己的ICMP回射应答数据包中，然后发回给请求方。如果校验正确，则回射服务正常。