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# OSI 七层模型
OSI（Open System Interconnection）七层模型。参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为OSI参考模型或七层模型。这七层每一层的含义与对应的功能如下：
* 应用层，HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP
* 表示层，JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式
* 会话层，对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话
* 传输层，TCP、UDP
* 网络层, ICMP、IGMP、IP（IPV4 IPV6）
* 数据链路层，建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验
* 物理层，建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）
# IP 地址简介
IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。以下介绍了IP地址的相关信息：
* IP地址范围
* IP地址的分类
* 特殊的IP地址
* 子网掩码组成
## IP地址范围
以下分为IPV4版本的两种表达IP范围的方式，一种是计算机的实际工作原理二级制，另外是方便人们理解记忆十进制。
* 二进制，00000000.00000000.00000000.00000000 - 11111111.11111111.1111111.1111111
* 十进制，0.0.0.0 - 255.255.255.255
目前IPV4版本的地址，大约有43亿个IP地址（2^32次方）。
## IP地址分类
国际互联网组织还将IPV4版本进行了分类，目前有五类：
* A: 0.0.0.0 - 127.255.255.255
* B: 128.0.0.0 - 192.255.255.255
* C: 192.0.0.0.0 - 223.255.255.255
* D: 224.0.0.0 - 239.255.255.255 (组播)
* E: 240.0.0.0 - 255.255.255.255 （科研）
根据RFC1918规定私有网络范围，以下私有网段不能在公网路由器中路由。
| RFC1918 规定区块名 | IP地址区段 | IP数量 |
| --- | --- | --- |
| 24位区块 | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | 16,777,216 |
| 20位区块 | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | 1,048,576 |
| 16位区块 | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | 65,536 |
**腾讯子网规范**
* A：腾讯云私网保留位 10.0.0.0 - 255.255.0.0 （cidr16-28）
* B：腾讯云私网保留位 172.16.0.0 - 255.255.0.0 （cidr16-28）
* C：腾讯云私网保留位 192.168.0.0 - 255.255.0.0 （cidr16-28）
## 特殊的IP地址
在IPV4版本分类网段的基础上，还保留了特殊的IP地址，如下：
* 127.0.0.0 - 127.255.255.255 网络回环的测试地址
* 0.0.0.0
* 255.255.255.255
## 子网掩码组成
子网掩码的作用主要是区分网络地址与主机地址。譬如IP:192.168.0.0 ，子网掩码255.255.255.0 ，cidr表示 8 (主机位)，主机位于网络位的计算方式如下：
* 网络位 32-8 =24
* 主机位 32-24= 8 ，2的8次方-2 = 254
## 如何计算子网掩码
了解了基础知识后，我们通过以下两个个案例来分别看一下它的应用：
* 案例1：存放100个IP，那么CIDR表示法应该是多少
* 案例2：存放1000个IP，那么CIDR表示法应该是多少
**案例1**
问题：我存放 100个IP，CIDR表示法应该是多少，计算的过程是？
解题：192.168.0.0/24，其中24为网络位，用32（总共长度)-24（网络位）=8 （主机位）, 2的8次方=256，再减去2，254 > 100 ，所以网络位24可以存放下这100个IP。所以CIDR为24。
**案例2**
问题：我存放1000个IP，那么CIDR表示法应该是多少？计算过程是？
阶梯：192.168.1.0/22(网络位)，主机位(10) , 地址 2^10 -2 = 1024-2 =1022 > 1000 个IP。所以CIDR为22。
# TCP/IP
## TCP报文
以下为TCP的报文标志位：
* URG：指示报文中有紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级的数据）
* PSH：为1表示是带有push标志的数据，指示接收方在接收到该报文段以后，应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是在缓冲区排队
* RST：TCP连接中出现严重差错（如主机崩溃），必须释放连接，在重新建立连接
* FIN：发送端已完成数据传输，请求释放连接
* SYN：处于TCP连接建立过程 （Synchronize Sequence Numbers）
* ACK：确认序号标志，为1时表示确认号有效，为0表示报文中不含确认信息，忽略确认号字段
## 建立连接
介绍一下建立连接的三次握手过程：
* 客户端向服务器发送请求，其首部中的同步比特 SYN 应置为1，并选择序号 x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是 x（设置初始段序号SEQ = x ，例如SEQ = 26500）
* 服务器接收到客户端的请求，如同意，则发回确认SYN，ACK（ACK 26501）
* B 在确认报文段中应将 SYN 置为 1，其确认号ACK应为 x + 1（ACK 26501），同时也给出自己的选择序号 y（设置初始段序号SEQ = y ，例如SEQ = 29010）。
* A 收到此报文段后，向 B 给出确认，其确认号应为 y + 1（ACK = 29011）。
* A 的 TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。
当运行服务器进程的主机 B 的 TCP 收到主机 A 的确认后，也通知其上层应用进程，连接已经建立。
由于客户对报文段进行了编号，它知道哪些序号是期待的，哪些序号是过时的。当客户发现报文段的序号是一个过时的序号时，就会拒绝该报文段，这样就不会造成重复连接。
## 关闭连接
介绍一下关闭连接的四次挥手过程：
* 客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
* 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
* 客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入**FIN-WAIT-2（终止等待2）**状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
* 服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了**LAST-ACK（最后确认）**状态，等待客户端的确认。
* 客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
* 服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
# 单位换算
