osi 七层协议
互联网协议按照功能不同分为osi七层或者tcp/ip 五层或tcp/ip 四层
tcp/ip 四层
1.应用层
2.传输层
3.网络层
4.网络接口层
tcp/ip 五层
1.应用层
2.传输层
3.网络层
4.数据链路层
5.物理层
tcp/ip 7层
1.应用层
2.表示层
3.会话层
4.传输层
5.网络层
6.数据链路层
7.物理层
每层运行常见物理设备
传输层==》四层交换机、四层的路由器
网络层==》路由器、三层交换机
数据链路层==》网桥、以太网交换机、网卡
物理层==》中继器、集线器、双绞线
tcp/ip 五层默写讲解
我们将应用层、表示层、会话层，从tcp/ip五层协议的角度来阐述每层的由来
与功能，搞清楚了每层的主要协议
就理解了整个互联网通信的原理
首先，用户感知到的只是最上面一层应用层，自上而下每层都依赖
与下一层，所以我们从最下层开始切入，比较好理解
以太网协议：
早期的时候各个公式都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议
ethernet
ethernet规定
一组电信号构成一个数据包，叫做 帧
每一数据帧分成：报头head和数据data两部分
head data
head 包含：（固定18个字节）
发送者/源地址， 6个字节
接收者/目标地址，6个字节
数据类型，6个字节
data包含：（最短46字节，最长1500字节）
数据包的具体内容
head 长度+data长度=最短64字节，最长1518字节，超过
最大限制就分片发送
mac地址：
head中包含的源和目标地址由来：ehernet规定接入
internet的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的
地址便是指网卡的地址，即mac地址
mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的
mac地址，长度为48为2进制，通常由12位16进制数表示
（前6位是厂商标号，后6位是流水线号）
广播：
有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信了（一台主机通过
arp协议获取另外一台主机的mac地址）
ethernet采用最原始的方式，广播的方式进行通信，即计算机通信基本靠吼
网络层
网络层：有了ethernet、mac地址、广播的发送方式、世界上计算机
就可以彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由
一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会受到，
这就是不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难
网络层功能：引入一套新的地址用来区分不同的广播域/子网，这套地址即网络地址
ip协议：
规定：网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为IP地址
，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示
范围0.0.0.0-255.255.255.255
一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1
ip地址分为两部分:
网络部分：标识子网
主机部分：标识主机
注意：单纯的ip地址只是标识了地址的种类，从网络部分
或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网
子网掩码：
所谓子网有掩码 就是标识子网络特征的一个参数，
他在形式上等同ip地址。也是一个32位二进制数字，它的网络
部分全部为1.主机部分全部为0.
比如ip地址
172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。
知道”子网掩码”，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。
比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算，
172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络。
总结一下，IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络
ip数据包
ip数据包也分为head和data部分，无需为ip包定义单独的栏位，直接放入
以太网包的datga部分
head：长度为20到60字节
data：最长为65,515字节。
而以太网数据包的”数据”部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。
| 以太网头 | ip 头 | ip数据 |
ARP协议
arp协议由来：计算机通信基本靠吼，即广播的方式，所有上层的包到最后都要封装上以太网头，然后通过以太网协议发送，在谈及以太网协议时候，我门了解到
通信是基于mac的广播方式实现，计算机在发包时，获取自身的mac是容易的，如何获取目标主机的mac，就需要通过arp协议
arp协议功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址
协议工作方式：每台主机ip都是已知的
例如：主机172.16.10.10/24访问172.16.10.11/24
一：首先通过ip地址和子网掩码区分出自己所处的子网
| 场景 | 数据包地址 |
| 同一子网 | 目标主机mac，目标主机ip |
| 不同子网 | 网关mac，目标主机ip |
二：分析172.16.10.10/24与172.16.10.11/24处于同一网络(如果不是同一网络，那么下表中目标ip为172.16.10.1,通过arp获取的是网关的mac)
| 源mac | 目标mac | 源ip | 目标ip | 数据部分 | |
| 发送端主机 | 发送端mac | FF:FF:FF:FF:FF:FF | 172.16.10.10/24 | 172.16.10.11/24 | 数据 |
三 这个包会以广播的方便时在发送端所处的自网内传输
所有主机接收后拆开包，发现目标ip为自己的，就响应，返回自己mac
传输层的由来：网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，
那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。
传输层功能：建立端口到端口的通信
补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口
tcp协议：
可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。
| 以太网头 | ip 头 | tcp头 | 数据 |
udp协议：
不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。
| 以太网头 | ip头 | udp头 | 数据 |
tcp三次握手和四次挥手
首先客户端：
进行连接请求：
SYS_SENT---------》SYN seq =x-----> LISTEN
客户端向服务端发送请求
ESTABLISHED<--SYN seq=y,ACK=X+1<-SYN_RCVD
服务器发送连接请求 和反馈客户连接成功
ESTABLISHED-----》ACK=y+1-->ESTABLISHED
CLENT WRITE----->seq=x+1 ACK=y+1-->read
CLENT <-------------ACK X+2-------------<----READ SERVER
FIN_WAIT_1------------->FIN seq=X+2 ACK=Y+1------------->CLOSE_WAIT
FIN_WAIT_2-------<------ACK X+3----------<----------------------CLOSE_WAIT
TIME_WAIT<-------------------------<-FIN seq=y+1-------------------LAST_ACK(CLOSE)
TIME_WAIT------------------------->-ACK =y+2--------------------->server
CLOSED：表示关闭状态（初始状态）。
LISTEN：该状态表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态，可以接受连接。
SYN_SENT：这个状态与SYN_RCVD遥相呼应，当客户端SOCKET执行CONNECT连接时，它首先发送SYN报文，随即进入到了SYN_SENT状态，并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。
SYN_RCVD: 该状态表示接收到SYN报文，在正常情况下，这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态，很短暂。此种状态时，当收到客户端的ACK报文后，会进入到ESTABLISHED状态。
ESTABLISHED：表示连接已经建立。
FIN_WAIT_1: FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。区别是： FIN_WAIT_1状态是当socket在ESTABLISHED状态时，想主动关闭连接，向对方发送了FIN报文，此时该socket进入到FIN_WAIT_1状态。 FIN_WAIT_2状态是当对方回应ACK后，该socket进入到FIN_WAIT_2状态，正常情况下，对方应马上回应ACK报文，所以FIN_WAIT_1状态一般较难见到，而FIN_WAIT_2状态可用netstat看到。
FIN_WAIT_2：主动关闭链接的一方，发出FIN收到ACK以后进入该状态。称之为半连接或半关闭状态。该状态下的socket只能接收数据，不能发。
TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，等2MSL后即可回到CLOSED可用状态。如果FIN_WAIT_1状态下，收到对方同时带 FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态。
CLOSE_WAIT: 此种状态表示在等待关闭。当对方关闭一个SOCKET后发送FIN报文给自己，系统会回应一个ACK报文给对方，此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢，察看是否还有数据发送给对方，如果没有可以 close这个SOCKET，发送FIN报文给对方，即关闭连接。所以在CLOSE_WAIT状态下，需要关闭连接。
LAST_ACK: 该状态是被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后，即可以进入到CLOSED可用状态。
tcp第十一种状态：
CLOSING:这种状态较特殊，属于一种较罕见的状态。正常情况下，当你发送FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况呢？如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话，那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况，也即会出现CLOSING状态，表示双方都正在关闭SOCKET连接。
Client server
SYN_SENT(此状态表示已经发送报文) client发送报文 SYN seq=x 报文 SYN_RCVE (已接收到SYN报文)状态
ESTABLISHED(此状态表示已建立连接) server发送报文 SYN seq=y,ACK=x+1 SYN_RCVE 状态
ESTABLISHED 发送报文ACK=y+1 ESTABLISHED (接收到ACK报文)
client(发送数据write) client seq=x+1 ACK=y=1 server(接收数据read)
client(接收反馈) server ACK x+2 server(接收到数据)
FIN_WAIL_1[CLOSE] client FIN seq=x+2 ACK=y+1 CLOSE_WAIT[此时等待关闭]
等待对方报文，但是主动发送FIN报文关闭连接 {会在发送ACK 报文的时候进入此状态}
FIN_WAIL_2 server ACK x+3 CLOSE_WAIT
[此状态已经接收到ACK报文]
TIME_WAIT server FIN seq=y+1 LAST_ACK(close)
[此状态表示收到对方报文] [此状态表示等待对方报文ACK]
TIME_WAIT clent ACK=y=2 server closed