TCP/IP协议
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。
TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。
TCP/IP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。
OSI参考模型与TCP/IP四层模型对比
一、应用层协议
该层存在的协议：HTTP,DNS,FTP,Telnet,SMTP,RIP,NFS
HTTP协议：（后面专门用一篇文章详解HTTP和HTTPS）
HTTP (HyperText Transfer Protocol 超文本传输协议) 基于 TCP，使用端口号 80 或 8080。
每当你在浏览器里输入一个网址或点击一个链接时，浏览器就通过 HTTP 协议将网页信息从服务器提取再显示出来，这是现在使用频率最大的应用层协议。
这个原理很简单：
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点击一个链接后，浏览器向服务器发起 TCP 连接；
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连接建立后浏览器发送 HTTP 请求报文，然后服务器回复响应报文；
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浏览器将收到的响应报文内容显示在网页上；
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报文收发结束，关闭 TCP 连接。
HTTP 报文会被传输层封装为 TCP 报文段，然后再被 IP 层封装为 IP 数据报。HTTP 报文的结构：
可见报文分为 3 部分：
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(1)开始行：用于区分是请求报文还是响应报文，请求报文中开始行叫做请求行，而响应报文中，开始行叫做状态行。在开始行的三个字段之间都用空格分开，结尾处 CRLF 表示回车和换行。
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(2)首部行：用于说明浏览器、服务器或报文主体的一些信息。
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(3)实体主体：请求报文中通常不用实体主体。
请求报文的方法字段是对所请求对象进行的操作，而响应报文的状态码是一个 3 位数字，分为 5 类 33 种：
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1xx 表示通知信息，如收到或正在处理。
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2xx 表示成功接收。
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3xx 表示重定向。
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4xx 表示客户的差错，如 404 表示网页未找到。
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5xx表示服务器的差错，如常见的 502 Bad Gateway。
DNS协议:
DNS协议基于UDP，使用端口53，由数字组成的IP地址很难记忆，所以我们上网使用网站IP地址的别名--域名，实际使用中，域名与IP地址是对应的，
这种对应关系保存在DNS服务器中，在浏览器输入一个域名后，会有DNS服务器将域名解析为对应的IP地址。
DNS 服务器是个分层次的系统：
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(1)根 DNS 服务器 ：全世界共有 13 台根域名服务器，编号 A 到 M，其中大部分位于美国。
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(2)顶级(TLD)DNS 服务器 ：负责如 com 、org 、edu 等顶级域名和所有国家的顶级域名(如 cn 、uk 、jp )。
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(3)权威 DNS 服务器 ：大型组织、大学、企业的域名解析服务。
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(4)本地 DNS 服务器 ：通常与我们主机最近的 DNS 服务器。
而域名解析的过程，有迭代查询和递归查询两种方式：迭代查询和递归查询
主机向 DNS 服务器发出的查询叫做DNS 报文，大致结构：
DNS 缓存和 hosts 文件
刚才 DNS 解析查询过程的图中，共发出了 8 份 DNS 报文，这是非常消耗时间的，所以实际应用上使用 DNS 缓存 ：当一个 DNS 服务器接收到一个 DNS 回答后，
会将其信息缓存一段时间，当再有一个对相同域名的查询时，便可直接回复。
通过 DNS 缓存，其实很多查询都只需要本地 DNS 服务器便可完成。
有“翻墙”爱好的同学应该知道 hosts 文件，其实 hosts 文件可以看作是一个小型的 DNS 服务器。
使用命令打开 hosts 文件：
sudo gedit /etc/hosts
查看文件内容，可以发现里面全是类似下图中的 IP 和域名对应记录：
在实际上网过程中，域名解析的的优先顺序是：先在 DNS 缓存查询，若没有找到记录，再查询 hosts 文件，若还是没找到记录，再向 DNS 服务器发出 DNS 查询报文。
FTP协议：
FTP (File Transfer Protocol 文件传输协议) 基于 TCP，使用端口号 20(数据)和 21(控制)。
它的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性，以达到便捷高效的文件传输效果。
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FTP 只提供文件传输的基本服务，它采用 客户端—服务器 的方式，一个 FTP 服务器可同时为多个客户端提供服务。
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在进行文件传输时，FTP 的客户端和服务器之间会建立两个 TCP 连接：21 号端口建立控制连接，20 号端口建立数据连接。
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FTP 的传输有两种方式：ASCII 传输模式和二进制数据传输模式。
二、传输层协议
该层的协议主要是：传输控制协议(TCP)和用户数据包协议(UDP)
TCP是一个可靠的面向连接的协议。
UDP是不可靠的或非连接的协议。
16位的源端口号：标示该进程自己
16位目的端口号：标示我要向哪个进程发送数据
32位的序列号/32位确认序列号：为了满足全双工的安全机制而存在的，它有以下四个功能：
a.保证基本的可靠性
b.是数据可以按序到达
c.支持超时重传
d.高效
4位的首部长度：表示该TCP头部有多少个32位bit，即就是有多少个4字节，TCP头部最大长度15*4=60；
6位的保留位：以备不时之需
6位的标志位：这个就需要详细来说说，因为这个是TCP协议段中最不好记忆的地方
URG:紧急指针标志位，紧急指针是否有效
ACK:确认号标志位，确认号是否有效，一般只有第一个报文才会无效，在正常通信期间，其必须有效。
PSH:推送标志位，催促接收端把接收缓冲区的数据赶紧处理了
RST:重置标志位,请求重新建立连接
SYN:同步标志位，请求建立连接
FIN:结束标志位，通知对方，我要断开连接了
16位的窗口大小：标示我还能接收多少数据，里面填写的也就是我的接收缓冲区的大小
16位的检验和:由发送端填充，CRC校验，若接收端校验不通过就说明数据有问题，此处校验和包括TCP整体（TCP首部和数据）
16位的紧急指针:标示那部分的数据是紧急数据，需要优先处理
40位的选项：这个就有点多了，在这里就不做阐述。
UDP协议段格式
16位UDP长度，表示整个数据报（UDP首部+UDP数据）的最大长度
即：一个UDP能传输的数据最大长度是64K
如果我们要传输的数据大于64K，那么我们需要在应用层手动分包，多次发送，并在接收端手动拼装
UDP没有发送缓冲区，应用层发送数据，由内核传给网络层协议进行后续额传输动作。
UDP有接受缓存区，但是接受缓存区不能保证和发送的的数据顺序一致，如果接受区缓存满了，再到达的UDP数据被丢弃
不可靠
无连接
面向数据报
TCP的三次握手和四次挥手，简单描述，具体见另一篇文章详细讲。
三、网络层协议
网络层的功能：负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面：
一、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。
二、处理输入数据报：首先检查其合法性,然后进行寻径——假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。
三、处理路径、流控、拥塞等问题。
网络层包括：IP（Internet protocol）协议、ICMP（Internet Control Message Protocol）控制报文协议、ARP（Address resolution protocol）地址转换协议、RARP（Reverse arp）反向地址转换协议。
IP是网络层的核心，通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。
ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。
ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。
RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。
ARP协议为IP协议提供服务，IP协议为ICMP协议提供服务，ICMP协议为IGMP协议提供服务。
ARP协议：将IP地址通过广播，目标Mac地址是FF-FF-FF…解析目标IP地址的Mac地址。（局域网中）通过arp -a可以查看Mac地址。
网络执法官软件通过动态更改主机Mac地址，实现arp欺骗，使两台主机不能通讯
arp -s ip地址 Mac地址 静态绑定Mac地址，可以阻止arp欺骗，点本地连接，支
持，修复，可以清除静态Mac地址。
四、物理链路层协议