1. OSI七層和TCP/IP四層的關係

1.1 OSI引入了服務、介面、協議、分層的概念，TCP/IP借鑑了OSI的這些概念建立TCP/IP模型。

1.2 OSI先有模型，後有協議，先有標準，後進行實踐；而TCP/IP則相反，先有協議和應用再提出了模型，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，成為網路互聯事實上的標準。

TCP：transmission control protocol 傳輸控制協議

UDP：user data protocol 使用者資料報協議

2. OSI七層協議模型

應用層協議需要掌握的是：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 應用層：對應OSI中的應用層、表示層、會話層

3.2 物理鏈路層：對應OSI中的資料鏈路層、物理層（也有叫網路介面層）

3.3 資料包說明：

IP層傳輸單位是IP分組，屬於點到點的傳輸；TCP層傳輸單位是TCP段，屬於端到端的傳輸

UPD首部

UPD首部格式如下：

UDP 是無連線的，即傳送資料之前不需要建立連線。

UDP 使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，同時也不使用擁塞控制。

UDP 是面向報文的。UDP 沒有擁塞控制，很適合多媒體通訊的要求。

UDP 支援一對一、一對多、多對一和多對多的互動通訊。

UDP 的首部開銷小，只有 8 個位元組

• 埠號：用來表示傳送和接受程序。由於 I P層已經把I P資料報分配給T C P或U D P（根據I P首部中協議欄位值），因此T C P埠號由T C P來檢視，而 U D P埠號由UDP來檢視。T C P埠號與UDP埠號是相互獨立的。

• 長度：UDP長度欄位指的是UDP首部和UDP資料的位元組長度。該欄位的最小值為 8位元組（傳送一份0位元組的UDP資料報是 O K）。

• 檢驗和：UDP檢驗和是一個端到端的檢驗和。它由傳送端計算，然後由接收端驗證。其目的是為了發現UDP首部和資料在傳送端到接收端之間發生的任何改動

TCP報文段首部

TCP報文段首部的前20個位元組是固定的，後面的位元組是根據需要增加的。首部格式如下：

TCP 提供可靠交付的服務，保證資料無差錯、不丟失、不重複、按序到達。

TCP 提供全雙工通訊。

TCP雖然是面向位元組流的，但TCP傳送的資料單元卻是報文段。一個TCP 報文段分為首部和資料兩部分

• 1、第一個4位元組： 
  
  • （1）源埠，16位；傳送資料的源程序埠
  • （2）目的埠，16位；接收資料的程序埠
• 2、第二個4位元組與第三個4位元組 
  
  • （1）序號，32位；代表當前TCP資料段第一個位元組佔整個位元組流的相對位置；
  • （2）確認號，32位；代表接收端希望接收的資料序號，為上次接收到資料報的序號+1，當ACK標誌位為1時才生效。
• 3、第四個4位元組： 
  
  • （1）資料偏移，4位；實際代表TCP首部長度，最大為60位元組。
  • （2）6個標誌位，每個標誌位1位； 
    SYN，為同步標誌，用於資料同步； 
    ACK，為確認序號，ACK=1時確認號才有效； 
    FIN，為結束序號，用於傳送端提出斷開連線； 
    URG，為緊急序號，URG=1是緊急指標有效； 
    PSH，指示接收方立即將資料提交給應用層，而不是等待緩衝區滿； 
    RST，重置連線。
• 4、第五個4位元組 
  
  • （1）校驗和，16位；用於檢驗資料完整性。
  • （2）緊急指標，16位；只有當URG標識位為1時，緊急指標才有效。緊急指標的值與序號的相加值為緊急資料的最後一個位元組位置。用於傳送緊急資料。

IP報文

IP報文是在網路層傳輸的資料單元，也叫IP資料報。IP報文格式如下圖

• 1、第一個4位元組（也就是第一行）：

  • （1）版本號（Version），4位；用於標識IP協議版本，IPv4是0100，IPv6是0110，也就是二進位制的4和6。
  • （2）首部長度（Internet Header Length），4位；用於標識首部的長度，單位為4位元組，所以首部長度最大值為：(2^4 - 1) * 4 = 60位元組，但一般只推薦使用20位元組的固定長度。
  • （3）服務型別（Type Of Service），8位；用於標識IP包的優先順序，但現在並未使用。
  • （4）總長度（Total Length），16位；標識IP資料報的總長度，最大為：2^16 -1 = 65535位元組。

• 2、第二個四位元組：

  • （1）標識（Identification），16位；用於標識IP資料報，如果因為資料鏈路層幀資料段長度限制（也就是MTU，支援的最大傳輸單元），IP資料報需要進行分片傳送，則每個分片的IP資料報標識都是一致的。
  • （2）標誌（Flag），3位，但目前只有2位有意義；最低位為MF，MF=1代表後面還有分片的資料報，MF=0代表當前資料報已是最後的資料報。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；代表某個分片在原始資料中的相對位置。

• 3、第三個四位元組：

  • （1）生存時間（TTL），8位；以前代表IP資料報最大的生存時間，現在標識IP資料報可以經過的路由器數。
  • （2）協議（Protocol），8位；代表上層傳輸層協議的型別，1代表ICMP，2代表IGMP，6代表TCP，17代表UDP。
  • （3）校驗和（Header Checksum），16位；用於驗證資料完整性，計算方法為，首先將校驗和位置零，然後將每16位二進位制反碼求和即為校驗和，最後寫入校驗和位置。

• 4、第四個四位元組：源IP地址

• 5、第五個四位元組：目的IP地址

乙太網的幀格式如下所示：

在圖中，幀末尾就是CRC校驗碼。

此外，對其他欄位解釋如下：

注：

1. 乙太網幀中的資料長度規定最小46位元組，最大1500位元組。ARP和RARP資料包的長度不夠46位元組，要在後面補填充位。最大值1500稱為乙太網的最⼤大傳輸單元MTU，不同的網路型別有不同的MTU。如果一個數據包從乙太網路由到撥號鏈路上，資料包長度大於撥號鏈路的MTU了，則需要對資料包進行分片(fragmentation)。
2. ifconfig命令的輸出中也有“MTU:1500”。注 意,MTU這 個概念指資料幀中有效載荷的最大長度,不包括幀首部的長度。
3. MAC地址是指網絡卡的硬體地址，長度是48位。是在網絡卡出廠時固化的。用ifconfig命令看一下,“HWaddr 00:15:F2:14:9E:3F”部分就是硬體地址。