TCP/IP参考模型和网络协议
由于国防部担心他们一些重要的主机、路由器和互联网关可能会突然崩溃，所以网络必须实现的另一目标是网络不受子网硬件损失的影响，已经建立的会话不会被取消，而且整个体系结构必须相当灵活。
TCP/IP是一组用于实现网络互连的通信协议。Internet网络体系结构以TCP/IP为核心。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次，它们分别是：网络访问层、网际互联层（主机到主机）、传输层、和应用层。这个模型帮助实现不同网络设备和协议之间的互操作性。
1. **应用层**：提供网络服务给用户应用程序，负责数据的格式化、表示和处理，如HTTP、FTP、SMTP等协议。
2. **传输层**：负责端到端的数据传输，确保数据完整性和顺序，主要协议有TCP（面向连接）和UDP（无连接）。
3. **网络层**：负责数据包的路由和转发，确保数据从源主机到达目的主机，主要协议为IP（互联网协议）。
4. **链路层**：负责在物理网络上进行数据传输，处理数据帧的封装和解封装，涉及硬件地址和局域网协议，如Ethernet。
TCP/IP和OSI模型是两种不同的网络通信模型，主要区别如下：
1. **层数**：
- **OSI模型**：有7层（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层）。
- **TCP/IP模型**：通常有4层（网络接口层、互联网层、传输层、应用层）。2. **设计目的**：
- **OSI模型**：是一个理论模型，旨在提供一个标准化的框架来理解和设计网络协议。
- **TCP/IP模型**：是一个实际应用模型，基于实际的网络协议（如TCP和IP）而设计。3. **协议依赖**：
- **OSI模型**：不依赖于特定的协议，提供了一个通用的框架。
- **TCP/IP模型**：紧密依赖于TCP和IP协议，强调协议的实际使用。4. **层间关系**：
- **OSI模型**：每层都有明确的功能和接口，层与层之间的关系较为严格。
- **TCP/IP模型**：层与层之间的界限不如OSI模型明确，某些层的功能可能会重叠。5. **应用广泛性**：
- **OSI模型**：主要用于教学和理论研究。
- **TCP/IP模型**：广泛应用于实际的网络通信中，是互联网的基础。总结：OSI模型是一个理论框架，强调标准化和分层，而TCP/IP模型是一个实际应用框架，基于具体协议。
1. POP3 (Post Office Protocol version 3)
全拼含义: 邮局协议版本3
端口号: 110 (默认)，995 (SSL加密)
原理: POP3用于从邮件服务器下载电子邮件到本地客户端。它通常会将邮件从服务器上删除，但也可以配置为保留副本
2. FTP (File Transfer Protocol)
全拼含义: 文件传输协议
端口号: 20 (数据端口)，21 (控制端口)
原理: FTP用于在客户端和服务器之间传输文件。它使用两个连接：一个用于控制命令，另一个用于数据传输。
3. HTTP (HyperText Transfer Protocol)
全拼含义: 超文本传输协议
端口号: 80 (默认)，443 (HTTPS)
原理: HTTP用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本（如HTML页面）。它是无状态的，每个请求都是独立的。
4. Telnet
全拼含义: 远程登录协议
端口号: 23
原理: Telnet允许用户通过网络远程登录到另一台计算机，并在远程计算机上执行命令。它不加密数据，因此安全性较低。
5. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
全拼含义: 简单邮件传输协议
端口号: 25 (默认)，587 (加密)
原理: SMTP用于发送电子邮件。它将邮件从客户端传输到邮件服务器，或在不同邮件服务器之间传输。
6. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
全拼含义: 动态主机配置协议
端口号: 67 (服务器)，68 (客户端)
原理: DHCP自动为网络中的设备分配IP地址和其他网络配置（如子网掩码、默认网关等），简化了网络管理。
7. TFTP (Trivial File Transfer Protocol)
全拼含义: 简单文件传输协议
端口号: 69
原理: TFTP是一个简单的文件传输协议，通常用于在网络设备之间传输小文件。它使用UDP协议，不提供认证或加密。
8. SNMP (Simple Network Management Protocol)
全拼含义: 简单网络管理协议
端口号: 161 (查询)，162 (陷阱)
原理: SNMP用于管理和监控网络设备（如路由器、交换机等）。它允许网络管理员收集设备的状态信息并对其进行配置。
9. DNS (Domain Name System)
全拼含义: 域名系统
端口号: 53
原理: DNS将人类可读的域名（如www.example.com）转换为机器可读的IP地址（如192.0.2.1），以便在网络上定位资源。
10. TCP (Transmission Control Protocol)
全拼含义: 传输控制协议
端口号: 无固定端口号，根据应用层协议而定
原理: TCP是一种面向连接的协议，提供可靠的数据传输。它通过三次握手建立连接，在建立连接时使用的过程，确保通信双方能够同步序列号并确认彼此的通信能力。确保数据包的顺序和完整性。以下是三次握手的原理和步骤：
三次握手的过程
第一次握手（SYN）：
客户端向服务器发送一个 SYN（Synchronize） 报文，其中包含：
客户端的初始序列号（ISN，Initial Sequence Number）。
其他 TCP 标志位（如窗口大小等）。
客户端进入 SYN_SENT 状态，等待服务器的确认。
第二次握手（SYN + ACK）：
服务器收到客户端的 SYN 报文后，向客户端发送一个 SYN + ACK 报文，其中包含：
服务器的初始序列号（ISN）。
对客户端 SYN 报文的确认号（ACK = 客户端的 ISN + 1）。
服务器进入 SYN_RECEIVED 状态。
第三次握手（ACK）：
客户端收到服务器的 SYN + ACK 报文后，向服务器发送一个 ACK（Acknowledgment） 报文，其中包含：
对服务器 SYN 报文的确认号（ACK = 服务器的 ISN + 1）。
客户端和服务器都进入 ESTABLISHED 状态，连接建立成功。
三次握手的原理
同步序列号：三次握手的主要目的是让通信双方同步初始序列号（ISN），确保数据包按顺序传输。
确认通信能力：通过三次交互，双方确认彼此能够正常发送和接收数据。
防止历史连接干扰：如果客户端发送的 SYN 报文因网络延迟而迟到，服务器可以通过第三次握手判断是否为有效连接。
11. UDP (User Datagram Protocol)
全拼含义: 用户数据报协议
端口号: 无固定端口号，根据应用层协议而定
原理: UDP是一种无连接的协议，提供不可靠的数据传输。它不保证数据包的顺序或完整性，但传输速度较快。
12. IP (Internet Protocol)
全拼含义: 网际协议
端口号: 无端口号
原理: IP负责在网络中寻址和路由数据包。它为每个设备分配唯一的IP地址，并确保数据包从源地址传输到目标地址。
13. ICMP (Internet Control Message Protocol)
全拼含义: 互联网控制消息协议
端口号: 无端口号
原理: ICMP用于在IP网络中发送错误报告和操作信息。常见的应用包括ping和traceroute。
14. IGMP (Internet Group Management Protocol)
全拼含义: 互联网组管理协议
端口号: 无端口号
原理: IGMP用于管理IP组播组成员。它允许主机加入或离开组播组，并通知路由器组播组成员的变化。
15. ARP (Address Resolution Protocol)
全拼含义: 地址解析协议
端口号: 无端口号
原理: ARP用于将IP地址解析为物理MAC地址，以便在局域网中传输数据帧。
16. RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
全拼含义: 反向地址解析协议
端口号: 无端口号
原理: RARP用于将物理MAC地址解析为IP地址。它通常用于无盘工作站获取IP地址。