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文章目录

三种协议
- 五层协议
- - 应用层（对应七层协议中的应用层、表示层、会话层）
  - 运输层
  - - 传输控制协议TCP
    - 用户数据报协议UDP
  - 网络层
  - 数据链路层
  - 物理层
- 概念汇总
- - 对等层
  - 协议栈
  - 实体
  - 协议
域名系统
HTTP
- HTTP中GET和POST的区别
TCP与UDP
- TCP
- UDP
- TCP与UDP的区别
- TCP实现可靠传输的方式
- - 停止等待协议
  - 流量控制
  - 拥塞控制
- TCP建立连接（三次握手）
- - 三次握手最后一次确认的原因
- TCP连接释放（四次挥手）
- - 关闭的时候比连接多一次握手的原因
  - 关闭时客户端需要进入TIME_WAIT状态，经过2MSL(最大报文段生存时间)才能关闭的原因
网络层、IP
- IP地址
- - A类地址
  - B类地址
  - C类地址
  - D类地址
  - E类地址
  - 255.255.255.255
  - 0.0.0.0
  - 127.0.0.X
- 子网掩码
**Cookie 和 Session的区别**
- 应用场景
- 存储位置
- 安全性

三种协议

OSI七层协议理论比较完整，但既复杂又不实用。TCP/IP协议得到了广泛的应用。学习计算机网络时采用OSI和TCP/IP折中的方式，设计了一种只有五层协议的体系结构便于学习。

五层协议

应用层（对应七层协议中的应用层、表示层、会话层）

通过一台主机内进程间的交互来完成特定网络应用，包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、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），数据单位为报文。

运输层

提供的是两台主机中进程间的通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的运输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。

运输层包括两种协议：

传输控制协议TCP

提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；TCP 主要提供完整性服务。

用户数据报协议UDP

提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。UDP 主要提供及时性服务。

网络层

为主机间提供数据传输服务，而运输层协议是为主机中的进程提供服务。网络层把运输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组或包。在TCP/IP体系中，网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报。

数据链路层

网络层针对的还是主机之间的数据传输服务，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为同一链路的结点之间提供服务。数据链路层把网络层传来的分组封装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送帧。

物理层

考虑的是怎样在物理媒体上传输数据比特流，而不是指具体的物理媒体（传输媒体指双绞线、同轴电缆等）。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。

概念汇总

对等层

两个相同层次的层之间，好像把数据通过水平虚线直接传递给对方，就叫做对等层。

协议栈

因为几个层次画在一起很像一个栈的结构。

实体

实体是任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

协议

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本协议，还需要使用下面一层所提供的服务。

协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

域名系统

域名系统(Domain Name System缩写 DNS)是因特网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。

HTTP

超文本传输协议HTTP（HyperText Transfer Protocol），HTTP是面向事务的应用层协议。定义了浏览器怎样向万维网服务器请求万维网文档，以及服务器怎样把文档传送给浏览器。HTTP是万维网上能够可靠地交换文件的重要基础。

HTTP中GET和POST的区别

1、从原理性看：

GET用于信息获取，而且应该是安全的；POST请求表示可能修改服务器上资源的请求。

2、从表面上看：

GET请求的数据会附在URL后面，POST的数据放在HTTP包体，POST安全性比GET安全性高。

TCP与UDP

TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输，而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。

TCP

传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）

有连接的
每一条 TCP连接只能是点对点的（一对一）
提供可靠交付
全双工通信
有流量控制，拥塞控制，面向字节流

UDP

用户数据报协议 UDP（User Datagram Protocol）

无连接的
尽最大可能交付
面向报文，对于应用程序传下来的报文不合并也不拆分
没有拥塞控制
支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
只是添加 UDP 首部，且首部开销小

TCP与UDP的区别

TCP提供面向连接的传输；UDP提供无连接的传输
TCP提供可靠的传输（有序，无差错，不丢失，不重复）；UDP提供不可靠的传输。
TCP面向字节流的传输，因此它能将信息分割成组，并在接收端将其重组；UDP是面向数据报的传输，没有分组开销。
TCP提供拥塞控制和流量控制机制；UDP不提供拥塞控制和流量控制机制。
TCP只能是点对点的（一对一）。UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

TCP实现可靠传输的方式

停止等待协议

每发送一个分组就停止发送，等待对方的确认。在收到确认后再发送下一个分组。

流量控制

让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。

拥塞控制

防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。

四种算法：

慢开始：由小到大逐渐增大拥塞窗口，每经过一个传输轮次，拥塞窗口加倍
拥塞避免：每经过一个传输轮次，拥塞窗口加1
快重传：立即发送确认，让发送方尽早知道发生了个别报文段的丢失
快恢复：只是丢失个别的报文段时可以执行快恢复，调整限制到原拥塞窗口的1/2

TCP建立连接（三次握手）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JnEbxnPb-1603252392559)(https://pics1.baidu.com/feed/d8f9d72a6059252d20d93b0a6645fb3e59b5b9d2.jpeg?token=c86d4509157378798ebbccbe843486d1&s=9746F8123F5754CA48D574DA0300D0B2)]

三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号并交换TCP窗口大小信息。

第一步：源主机A的TCP向主机B发出连接请求报文段，其首部中的SYN(同步)标志位应置为1，并发送一个同步序列号SEQ=x表示想进行同步。发送完毕后进入SYN-SENT（同步已发送）状态。SYN置为1会消耗掉一个序号，所以下一次源主机A的TCP向主机B发送报文的seq应为x+1。
第二步：**目标主机B的TCP收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。**在确认报中应将ACK位和SYN位置1，表示客户端的请求被接受。确认号应为ack=x＋1(即为101)，同时也为自己选择一个序号即seq=y。发送完毕后进入SYN-RCVD（同步收到）状态。
第三步：源主机A的TCP收到目标主机B的确认后要向目标主机B给出确认，其ACK置1，确认号ack=y＋1，而自己的序号seq=x＋1。（TCP的标准规定，SYN置1的报文段要消耗掉一个序号。）发送完毕后进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。
源主机B收到确认后也进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。

三次握手最后一次确认的原因

防止第一次A向B的请求滞留在网络中，导致造成错误的连接。

即如果只有两次确认，第一次请求滞留在了网络中，在延误到以后的某个时间发给B后，B会直接进入已连接状态，者会造成问题。如果有最后一次确认，则在B收到滞留的请求并回复之后，A不会对B的回复做出回复，进而不会建立连接。

TCP连接释放（四次挥手）

第一步：客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，表示要停止。其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。（ TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号）
第二步：服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。

客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
第三步：服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
第四步：客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。

关闭的时候比连接多一次握手的原因

因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。但此时Server端还有部分数据需要发送。只有等到Server端所有的报文都发送完了，才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

关闭时客户端需要进入TIME_WAIT状态，经过2MSL(最大报文段生存时间)才能关闭的原因

因为网络是不可靠的，有可能最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。如果Client立即关闭，则接收不到ACK丢失后Server重发的FIN报文。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，**2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，**则结束TCP连接。

网络层、IP

IP地址

A类地址

A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位，主机标识的长度为24位。A类适用的类型为大型网络，A类网络地址数量较少，有126个网络，每个网络支持的最大主机数为256的3次方-2=16777214台；

B类地址

B类IP地址由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位，主机标识的长度为16位。B类适用的类型为中型网络，B类网络地址数量适中，有16384个网络，每个网络支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台；

C类地址

C类IP地址由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位。C类适用的类型为小型网络，C类网络地址数量较多，有209万余个网络，适用于小规模的局域网络，每个网络支持的最大主机数为256的1次方-2=254台。

D类地址

D类地址以1110开头，地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255，作为组播地址（一对多的通信）。

E类地址

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。

255.255.255.255

受限的广播地址。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），而受限的广播地址不能通过路由器。

0.0.0.0

是一个保留地址，意思是**“本网络”**。

127.0.0.X

网络号为127保留作为本地软件的环回地址，用于本地软件环回测试本主机的进程之间的通信。若主机发送一个目的地址为环回地址的IP数据包，则主机中的协议软件就处理数据报中的数据，而不会把数据报发送到其他网络。

子网掩码

不管网络有没有划分子网，只要把子网掩码和IP地址进行逐位的“与”运算，就可以得到网络地址。

A类IP地址的子网掩码为255.0.0.0

B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0

C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0

Cookie 和 Session的区别

Cookie 和 Session都是用来跟踪浏览器用户身份的会话方式，但是两者的应用场景不太一样。

应用场景

记住密码-cookie：我们在 Cookie 中保存已经登录过得用户信息，下次访问网站的时候页面可以自动填写登录信息（比如用户名密码）；
记住登录-cookie：一般的网站都会有记住登录，这是因为用户登录的时候我们可以存放了一个 Token 在 Cookie 中；
不同网页记录用户状态-session：登录一次网站后访问网站其他页面不需要重新登录。Session 的主要作用就是通过服务端记录用户的状态。

存储位置

Cookie 数据保存在客户端(浏览器端)，Session 数据保存在服务器端。

安全性

Cookie 存储在客户端中，而Session存储在服务器上，相对来说 Session 安全性更高。如果要在 Cookie 中存储一些敏感信息，不要直接写入 Cookie 中，最好能将 Cookie 信息加密然后使用到的时候再去服务器端解密。

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