网络基础模型及TCP三次握手

1. 网络基础模型

国际标准组织制定了OSI（Open System Interconnection）七层参考模型，但是由于其在设计过程中是面向技术的，太过于复杂，在实际生产过程中用到的是TCP/IP四层参考模型，模型及介绍如下：

                          

1. 网络接口层

主要协议是ARP、RARP，主要功能是对数据链路的管理，包括错误检测，不同通信媒介有关信息细节问题处理等。

2. 网络层

主要协议有IP、IGMP、ICMP等，主要负责对网络中封装完成后的数据包的传递，为数据包选择合适路由。

3. 传输层

主要协议有UDP、TCP等，负责获取全部信息，提供端到端的接口。

4. 应用层

主要协议有Telnet、SMTP、FTP等，负责实现具体的功能，如电子邮件，文件传输。

2.TCP/IP协议

TCP/IP协议是网络中常见的协议之一，如图所示，客户端和服务端在建立连接之前会进行“三次握手”：

所谓三次握手是指建立一个 TCP 连接时需要客户端和服务器端总共发送三个包以确认连接的建立。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。

第一次握手：客户端发送一个TCP标志位SYN=1，ACK=0的数据包给服务端，即告诉服务端该客户端想要建立连接；

第二次握手：服务端要对客户端的联机请求进行确认，向客户端发送应答号ACK=1、SYN=1；即告诉客户端可以进行连接；

第三次握手：客户端收到数据后检查ACK标志，如果为1，然后发送回应数据包，告诉服务端，客户端收到确认消息，准备连接。Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

3.socket通信

在我们的PC中有很多的端口（Socket），而这些端口正是网络通信的基石。Socket的本质即是可编程接口，是对TCP、UDP等的封装。要建立网络通信需要通信双方同时提供一个未被占用的端口（双方端口号可不相同），使用该端口才能形成信息通道，进行数据的传输。Windows操作系统部分打开端口状态如下图：

             

 

 

通信分为单连接通信和多连接通信，单连接通信时同步通信；多连接通信是异步的，可以处理多个通信请求，无论是单连接通信还是多连接通信使用的协议均是TCP以及UDP协议。

TCP协议是基于连接的通信，在通信双方建立连接之前会通过三次握手的形式来建立可靠连接；而且在数据传输过程中有确认、窗口、重传、拥塞控制等机制来确保数据传输的可靠性；并且在数据传输完成后会断开连接来节约系统资源。但是TCP存在耗时的缺点，并且其保证可靠性的机制，如三次握手等可能会被进行DDOS攻击。

UDP协议是无连接的通信，没有三次握手等保证可靠性的机制，传递数据比较快；但是传输质量差，不可靠，不稳定。

我们应该根据实际情况选择使用TCP还是UDP，如对通讯质量有要求的场景，文件传输、邮件等使用TCP；在要求通讯速度快的情况，QQ语言、微信视频等使用UDP协议。