1. OSI七層和TCP/IP四層的關(guān)系

1.1?OSI引入了服務(wù)、接口、協(xié)議、分層的概念，TCP/IP借鑒了OSI的這些概念建立TCP/IP模型。

1.2?OSI先有模型，后有協(xié)議，先有標(biāo)準(zhǔn)，后進(jìn)行實(shí)踐；而TCP/IP則相反，先有協(xié)議和應(yīng)用再提出了模型，且是參照的OSI模型。

1.3?OSI是一種理論下的模型，而TCP/IP已被廣泛使用，成為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

TCP：transmission control protocol 傳輸控制協(xié)議

UDP：user data protocol 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議

2. OSI七層協(xié)議模型

應(yīng)用層協(xié)議需要掌握的是：HTTP（Hyper text transfer?protocol）、FTP（file transfer?protocol）、SMTP（simple mail transfer rotocol）、POP3（post office protocol 3）、IMAP4（Internet mail access protocol）

3. TCP/IP四層模型

3.1 應(yīng)用層：對(duì)應(yīng)OSI中的應(yīng)用層、表示層、會(huì)話(huà)層

3.2 物理鏈路層：對(duì)應(yīng)OSI中的數(shù)據(jù)鏈路層、物理層（也有叫網(wǎng)絡(luò)接口層）

3.3 數(shù)據(jù)包說(shuō)明：

IP層傳輸單位是IP分組，屬于點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸；TCP層傳輸單位是TCP段，屬于端到端的傳輸

UPD首部

UPD首部格式如下：

UDP 是無(wú)連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接。

UDP 使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時(shí)也不使用擁塞控制。

UDP 是面向報(bào)文的。UDP 沒(méi)有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求。

UDP 支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信。

UDP 的首部開(kāi)銷(xiāo)小，只有?8 個(gè)字節(jié)

• 端口號(hào)：用來(lái)表示發(fā)送和接受進(jìn)程。由于 I P層已經(jīng)把I P數(shù)據(jù)報(bào)分配給T C P或U D P（根據(jù)I P首部中協(xié)議字段值），因此T C P端口號(hào)由T C P來(lái)查看，而 U D P端口號(hào)由UDP來(lái)查看。T C P端口號(hào)與UDP端口號(hào)是相互獨(dú)立的。
• 長(zhǎng)度：UDP長(zhǎng)度字段指的是UDP首部和UDP數(shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度。該字段的最小值為 8字節(jié)（發(fā)送一份0字節(jié)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)是 O K）。
• 檢驗(yàn)和：UDP檢驗(yàn)和是一個(gè)端到端的檢驗(yàn)和。它由發(fā)送端計(jì)算，然后由接收端驗(yàn)證。其目的是為了發(fā)現(xiàn)UDP首部和數(shù)據(jù)在發(fā)送端到接收端之間發(fā)生的任何改動(dòng)

TCP報(bào)文段首部

TCP報(bào)文段首部的前20個(gè)字節(jié)是固定的，后面的字節(jié)是根據(jù)需要增加的。首部格式如下：

TCP 提供可靠交付的服務(wù)，保證數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)、按序到達(dá)。

TCP 提供全雙工通信。

TCP雖然是面向字節(jié)流的，但TCP傳送的數(shù)據(jù)單元卻是報(bào)文段。一個(gè)TCP 報(bào)文段分為首部和數(shù)據(jù)兩部分

1、第一個(gè)4字節(jié)：?

• （1）源端口，16位；發(fā)送數(shù)據(jù)的源進(jìn)程端口
• （2）目的端口，16位；接收數(shù)據(jù)的進(jìn)程端口

2、第二個(gè)4字節(jié)與第三個(gè)4字節(jié)?

• （1）序號(hào)，32位；代表當(dāng)前TCP數(shù)據(jù)段第一個(gè)字節(jié)占整個(gè)字節(jié)流的相對(duì)位置；
• （2）確認(rèn)號(hào)，32位；代表接收端希望接收的數(shù)據(jù)序號(hào)，為上次接收到數(shù)據(jù)報(bào)的序號(hào)+1，當(dāng)ACK標(biāo)志位為1時(shí)才生效。

3、第四個(gè)4字節(jié)：?

• （1）數(shù)據(jù)偏移，4位；實(shí)際代表TCP首部長(zhǎng)度，最大為60字節(jié)。
• （2）6個(gè)標(biāo)志位，每個(gè)標(biāo)志位1位；?

? ? ? ? ? ? SYN，為同步標(biāo)志，用于數(shù)據(jù)同步；?
? ? ? ? ? ? ACK，為確認(rèn)序號(hào)，ACK=1時(shí)確認(rèn)號(hào)才有效；?
? ? ? ? ? ? FIN，為結(jié)束序號(hào)，用于發(fā)送端提出斷開(kāi)連接；?
? ? ? ? ? ? URG，為緊急序號(hào)，URG=1是緊急指針有效；?
? ? ? ? ? ? PSH，指示接收方立即將數(shù)據(jù)提交給應(yīng)用層，而不是等待緩沖區(qū)滿(mǎn)；?
? ? ? ? ? ? RST，重置連接。

• （3）窗口值，16位；標(biāo)識(shí)接收方可接受的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。詳解可參看：http://www.cnblogs.com/woaiyy/p/3554182.html

4、第五個(gè)4字節(jié)?

• （1）校驗(yàn)和，16位；用于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)完整性。
• （2）緊急指針，16位；只有當(dāng)URG標(biāo)識(shí)位為1時(shí)，緊急指針才有效。緊急指針的值與序號(hào)的相加值為緊急數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)位置。用于發(fā)送緊急數(shù)據(jù)。

IP報(bào)文

IP報(bào)文是在網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，也叫IP數(shù)據(jù)報(bào)。IP報(bào)文格式如下圖

1、第一個(gè)4字節(jié)（也就是第一行）：

• （1）版本號(hào)（Version），4位；用于標(biāo)識(shí)IP協(xié)議版本，IPv4是0100，IPv6是0110，也就是二進(jìn)制的4和6。
• （2）首部長(zhǎng)度（Internet Header Length），4位；用于標(biāo)識(shí)首部的長(zhǎng)度，單位為4字節(jié)，所以首部長(zhǎng)度最大值為：(2^4 - 1) * 4 = 60字節(jié)，但一般只推薦使用20字節(jié)的固定長(zhǎng)度。
• （3）服務(wù)類(lèi)型（Type Of Service），8位；用于標(biāo)識(shí)IP包的優(yōu)先級(jí)，但現(xiàn)在并未使用。
• （4）總長(zhǎng)度（Total Length），16位；標(biāo)識(shí)IP數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度，最大為：2^16 -1 = 65535字節(jié)。

2、第二個(gè)四字節(jié)：

• （1）標(biāo)識(shí)（Identification），16位；用于標(biāo)識(shí)IP數(shù)據(jù)報(bào)，如果因?yàn)閿?shù)據(jù)鏈路層幀數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度限制（也就是MTU，支持的最大傳輸單元），IP數(shù)據(jù)報(bào)需要進(jìn)行分片發(fā)送，則每個(gè)分片的IP數(shù)據(jù)報(bào)標(biāo)識(shí)都是一致的。
• （2）標(biāo)志（Flag），3位，但目前只有2位有意義；最低位為MF，MF=1代表后面還有分片的數(shù)據(jù)報(bào)，MF=0代表當(dāng)前數(shù)據(jù)報(bào)已是最后的數(shù)據(jù)報(bào)。次低位為DF，DF=1代表不能分片，DF=0代表可以分片。
• （3）片偏移（Fragment Offset），13位；代表某個(gè)分片在原始數(shù)據(jù)中的相對(duì)位置。

3、第三個(gè)四字節(jié)：

• （1）生存時(shí)間（TTL），8位；以前代表IP數(shù)據(jù)報(bào)最大的生存時(shí)間，現(xiàn)在標(biāo)識(shí)IP數(shù)據(jù)報(bào)可以經(jīng)過(guò)的路由器數(shù)。
• （2）協(xié)議（Protocol），8位；代表上層傳輸層協(xié)議的類(lèi)型，1代表ICMP，2代表IGMP，6代表TCP，17代表UDP。
• （3）校驗(yàn)和（Header Checksum），16位；用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性，計(jì)算方法為，首先將校驗(yàn)和位置零，然后將每16位二進(jìn)制反碼求和即為校驗(yàn)和，最后寫(xiě)入校驗(yàn)和位置。

4、第四個(gè)四字節(jié)：源IP地址

5、第五個(gè)四字節(jié)：目的IP地址

以太網(wǎng)的幀格式如下所示：

在圖中，幀末尾就是CRC校驗(yàn)碼。

此外，對(duì)其他字段解釋如下：

字段Meaning

目的地址	MAC地址
源地址	MAC地址
類(lèi)型	三種值，分別對(duì)應(yīng)IP、ARP、RARP

最常用的 MAC 幀是以太網(wǎng)V2的格式

注：

以太網(wǎng)幀中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度規(guī)定最小46字節(jié)，最大1500字節(jié)。ARP和RARP數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度不夠46字節(jié)，要在后面補(bǔ)填充位。最大值1500稱(chēng)為以太網(wǎng)的最?大傳輸單元MTU，不同的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型有不同的MTU。如果一個(gè)數(shù)據(jù)包從以太網(wǎng)路由到撥號(hào)鏈路上，數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度大于撥號(hào)鏈路的MTU了，則需要對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分片(fragmentation)。

ifcon?g命令的輸出中也有“MTU:1500”。注 意,MTU這 個(gè)概念指數(shù)據(jù)幀中有效載荷的最大長(zhǎng)度,不包括幀首部的長(zhǎng)度。

MAC地址是指網(wǎng)卡的硬件地址，長(zhǎng)度是48位。是在網(wǎng)卡出廠(chǎng)時(shí)固化的。用ifcon?g命令看一下,“HWaddr 00:15:F2:14:9E:3F”部分就是硬件地址。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TCP/IP四层模型及各层协议首部详述（包含IOS7层）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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