基于linux下网络编程体系结构

一、OSI模型和TCP/IP模型

        对应关系图

        

        1.OSI七层模型

                应用层：各种应用软件，包括Web应用。

                表示层：数据格式标识，基本压缩加密功能。

                会话层：控制应用程序之间会话能力，如不同软件数据发给不同软件。

                传输层：端到端传输数据的基本功能；如TCP、UDP。

                网络层：定义IP编址，定义路由功能；如不同设备的数转发，路由器工作在该层。

                数据链路层：定义数据的基本格式，如何传输，如何标识；如网卡MAC地址，交换机。

                物理层：底层数据传输，如网线，网卡标准。

         2.TCP/IP模型

                （1）TCP/IP模型边界特性

                             

                （a）TCP/IP分层模型有两大边界特性：

                        地址边界特性：它将IP逻辑地址与底层网络的硬件地址分开

                        操作系统边界特性：它将网络应用和协议软件分开

                （b）TCP/IP分层模型的边界特性是指在模型中存在一个地址上的边界，它将底层网络的物理地址与网络层的IP地址分开。该边界出现在网络层和网络接口层之间。

                （c）网络层和其上的各层均使用IP地址，网络接口层则使用物理地址，即底层网络设备的硬件地址。TCP/IP提供在两种地址之间进行映射的功能。

                （2）IP层特性

                IP层为通信子网的最高层，提供无连接的数据包传输机制，但IP层并不能保证  IP包传递的可靠性。TCP/IP设计的原则之一是包容各种物理网络技术，包容性主要体现在IP层。TCP/IP的重要思想之一就是通过IP将各种底层网络技术统一起来，达到屏蔽底层细节，提供统一虚拟网络的目的。

二、TCP 与UDP

对比图

两者区别：

（1） 连接性

        a. TCP是面向连接的，可靠性高；UDP是基于非连接的（面向报文的），可靠性低。

        b. 由于TCP是连接的通信，需要建立连接（三次握手），并在数据传输完成后关闭连接(四次挥手)，是全双工的方式。会有延时，实时性差，同时过程复杂，也使其易于攻击；UDP没有建立连接的过程，因而实时性较强，也稍安全

（2） 可靠性

       a.  在传输相同大小的数据时，TCP首部开销20字节；UDP首部开销8字节，TCP报头比UDP复杂，故实际包含的用户数据较少。

        b. TCP在IP协议的基础上添加了序号机制、确认机制、超时重传机制等，保证了传输的可靠性，不会出现丢包或乱序，而UDP有丢包（只包含必要的字段，如源端口、目的端口、长度和校验和），故TCP开销大，UDP开销较小

（3）通信方式

         每条TCP连接只能时点到点的；UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信

（4）应用场景

        TCP通常用于需要传输大量数据且对可靠性要求高的场景，如文件的存储、电子邮件、远程登录等。

        UDP则常用于对实时性要求较高、高速传输但对数据可靠性要求不高，追求效率的场景，如广播通信（广播，多播）、即时通信（视频流、音频流）、DNS（域名转换）查询、网络电话等。