1.介绍一下TCP/IP模型和OSI模型的区别【中高频】

OSI模型 将 这个协议 划分为7个不同的层级，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层 ，而TCP/IP模型 只有4个层级，分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层 ，其中应用层 在用户态**，** 传输层及以下则工作在内核态

1. 应用层

   • 最上层的，对应于 OSI模型中的应用层加上会话层和表示层。

   • 我们使用的 应用软件 都是在应用层实现，应用层 只需要专注于为用户提供应用功能 ，比如 HTTP、DNS、SMTP等，它并不关心数据是如何传输的（就类似于，我们寄快递的时候，只需要把包裹交给快递员，由他负责运输快递，我们不需要关心快递是如何被运输的）

2. 传输层

   • 传输层其实就是 为 应用层 提供网络传输服务的 ，帮助实现 应用到应用 的通信。也对应于 OSI模型中的传输层

   • 在传输层有两个协议，分别是 TCP 和 UDP。

     • 大部分应用 使用的正是 TCP ，比如 HTTP 协议。TCP 比 UDP 多了很多特性，比如 流量控制、超时重传、拥塞控制等，可以保证数据包 的可靠传输。

     • UDP 相对来说比较简单，只负责发送数据包 ，不保证数据包是否能抵达 对方，但它实时性相对更好，传输效率也高。其实，UDP 也可以实现可靠传输，需要我们在应用层上实现 TCP 的特性

   • 传输层的报文中会携带 端口号 。在解封装时，可以通过端口号 来判断该报文该发往哪个应用（比如 80 端口通常是 Web 服务器用的，22 端口通常是远程登录服务器用的）

3. 网络层

   • 网络层负责将数据 从一个设备传输到另一个设备，也对应于 OSI模型中的网络层

   • 网络层最常使用的是 IP 协议 （Internet Protocol）。IP 协议会将 传输层的报文 作为数据部分，再加上 IP 头部 组装成 IP 报文

   • IP 地址有 网络部分 和 主机部分 组成 ，可配合子网掩码来算出【注1】

     • 网络号 表示 该 IP 地址是属于哪个「子网」的；

     • 主机号 表示 同一「子网」下的不同主机

     • 在寻址的过程中，先匹配到相同的网络号 （表示要找到同一个子网），然后在去找对应的主机号

   • 除了寻找IP地址， IP 协议还有一个功能就是 路由 。两台设备会有很多路径，就需要通过路由选择算法 来决定下一步走哪条路径

4. 网络接口层

   • 网络接口层 主要为网络层提供链路传输的服务，对应于OSI模型的 物理层+数据链路层

   • 具体工作是：在 IP 头部的前面加上 MAC 头部 。MAC 头部包含了 接收方和发送方的 MAC 地址等信息，我们可以通过 ARP 协议获取对方的 MAC 地址

     

虽然OSI模型在理论上更为全面，但我们应用更多的还是TCP/IP模型。

【注1】

• 比如 10.100.122.0**/24** ，后面的/24表示就是 255.255.255.0 子网掩码，255.255.255.0 二进制是「11111111-11111111-11111111-00000000」，为了简化子网掩码的表示，用/24代替255.255.255.0

• 将 10.100.122.2 和 255.255.255.0 进行按位与运算，就可以得到网络号

• 同理，将 255.255.255.0 取反后与 IP地址 进行 按位与运算，就可以得到 主机号

【注2】

• 网络接口层的传输单位是 帧（frame）

• IP 层的传输单位是 包（packet）

• TCP 层的传输单位是 段（segment）

• HTTP 的传输单位则是 消息或报文（message）

但这些名词并没有什么本质的区分，可以统称为 数据包