TCP/IP协议栈和 ISO模型

简述

     TCP/IP协议是一个协议集合。大家叫的时候方便说，所以统称为TCP/IP。TCP/IP协议族中有一个重要的概念是分层，TCP/IP协议按照层次分为以下四层。应用层、传输层、网络层、数据链路层。ISO在TCP/IP基础上分的更加详细了，共七层。物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。

一，TCP/IP协议栈和ISO模型图解

1，协议详解

1.1 DHCP协议（Dynamic Host ConfiguratDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，

是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作， 主要用于内部网络和网络服务商自动分配ip地址，可以保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用。可以给用户分配永久固定的IP地址。

1.2 FTP协议

在开发网站的时候，FTP协议把网页或程序传到Web服务器上。此外，由于FTP传输效率非常高，在网络上传输大的文件时也采用该FTP协议

1.3 HTTP（HTTPS）协议

1.4 DNS协议，域名解析

1.5 ASCII（文本）   JPG（图片） GIF（视频） SQL

1.6 TCP,UDP协议

1.7 HDLC，V3.5   HDLC是面向比特的数据链路控制协议的典型代表，该协议不依赖于任何一种字符编码集

2，TCP协议

2.1 TCP协议包TCP提供了一种面向连接的、可靠的字节流服务，保证数据的安全传输

 1 把数据分割成数据块，大小又MSS控制

 2 重传机制， 设置定时器，等待确认包， 超时重发

 3 收到数据后进行排序，交给应用层

2.2 TCP协议头

1 源、目标端口号字段：占16比特。TCP协议通过使用"端口"来标识源端和目标端的应用进程。端口号可以使用0到65535之间的任何数字。在收到服务请求时，操作系统动态地为客户端的应用程序分配端口号。在服务器端，每种服务在"众所周知的端口"（Well-Know Port）为用户提供服务。

2 顺序号字段：占32比特。用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。

3 确认号字段：占32比特。只有ACK标志为1时，确认号字段才有效。它包含目标端所期望收到源端的下一个数据字节。

4 头部长度字段：占4比特。给出头部占32比特的数目。没有任何选项字段的TCP头部长度为20字节；最多可以有60字节的TCP头部。

5 标志位字段（U、A、P、R、S、F）：占6比特。各比特的含义如下：

6 URG：紧急指针（urgent pointer）有效。

7 ACK：确认序号有效。

8 PSH：接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。

9 RST：重建连接。

10 SYN：发起一个连接。

11 FIN：释放一个连接。

12 窗口大小字段：占16比特。此字段用来进行流量控制。单位为字节数，这个值是本机期望一次接收的字节数。

13 TCP校验和字段：占16比特。对整个TCP报文段，即TCP头部和TCP数据进行校验和计算，并由目标端进行验证。

14 紧急指针字段：占16比特。它是一个偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。

15 选项字段：占32比特。可能包括"窗口扩大因子"、"时间戳"等选项

2.3 iP协议头

1 版本（Version）字段：占4比特。用来表明IP协议实现的版本号，当前一般为IPv4，即0100。

2 版本（Version）字段：占4比特。用来表明IP协议实现的版本号，当前一般为IPv4，即0100。

3 报头长度（Internet Header Length，IHL）字段：占4比特。是头部占32比特的数字，包括可选项。普通IP数据报（没有任何选项），该字段的值是5，即160比特=20字节。此字段最大值为60字节。

4 服务类型（Type of Service ，TOS）字段：占8比特。其中前3比特为优先权子字段（Precedence，现已被忽略）。第8比特保留未用。第4至第7比特分别代表延迟、吞吐量、可靠性和花费。

5 总长度字段：占16比特。指明整个数据报的长度（以字节为单位）。最大长度为65535字节。

6 标志字段：占16比特。用来唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发一份报文，它的值会加1。

7 标志位字段：占3比特。标志一份数据报是否要求分段。

8 段偏移字段：占13比特。如果一份数据报要求分段的话，此字段指明该段偏移距原始数据报开始的位置。

9 生存期（TTL：Time to Live）字段：占8比特。用来设置数据报最多可以经过的路由器数。由发送数据的源主机设置，通常为32、64、128等。每经过一个路由器，其值减1，直到0时该数据报被丢弃。

10协议字段：占8比特。指明IP层所封装的上层协议类型，如ICMP（1）、IGMP（2） 、TCP（6）、UDP（17）等。

11 头部校验和字段：占16比特。内容是根据IP头部计算得到的校验和码。计算方法是：对头部中每个16比特进行二进制反码求和。（和ICMP、IGMP、TCP、UDP不同，IP不对头部后的数据进行校验）。

12 源IP地址、目标IP地址字段：各占32比特。用来标明发送IP数据报文的源主机地址和接收IP报文的目标主机地址。

　　可选项字段：占32比特。用来定义一些任选项：如记录路径、时间戳等。这些选项很少被使用，同时并不是所有主机和路由器都支持这些选项。可选项字段的长度必须是32比特的整数倍，如果不足，必须填充0以达到此长度要求。

报头长度（Internet Header Length，IHL）字段：占4比特。是头部占32比特的数字，包括可选项。普通IP数据报（没有任何选项），该字段的值是，即160比特=20字节。此字段最大值为60字节。

二，tcp协议  三次握手 四次挥手

1 ,三次握手

1.1，第一次握手：
  客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包，指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号X, 保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

1.2，第二次握手：

 服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时，将确认序号(ack)设置为客户的I S N加1以.即X+1。

1.3，第三次握手：
 客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来ACK的序号字段+1,放在确定字段 中发送给对方.并且在数据段放写ISN的+1

2 ，四次挥手

2.1，第一次挥手：

Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
2.2，第二次挥手：

Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
2.3，第三次挥手：

Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
2.4，第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

2.5，为什么建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次挥手呢？
  这是因为服务端在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，己方也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即close，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送