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前言

OSI网络七层协议是一个国际范围的网络体系结构标准，其从最底层开始依次是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。

各层含义如下：

物理层：使原始的数据比特流能在物理介质上传输，常见的物理媒介有光纤、电缆、中继器等。它主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。

数据链路层：通过校验，确认和反馈重发等手段，形成稳定的数据链路。在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。它的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上一层；同样，也将来自上层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层。

网络层：进行路由选择和流量控制（IP协议）。主要作用：通过路由选择算法，为报文（该层的数据单位，由上一层数据打包而来）通过通信子网选择最适当的路径。这一层定义的是IP地址，通过IP地址寻址，所以产生了IP协议。

传输层：提供可靠的端口到端口的数据传输服务（TCP/UDP协议）。当出现丢包的情况，另一台电脑要告诉是否完整接收到全部的包。如果缺了，就告诉丢了哪些包，然后再发一次，直至全部接收为止。主要功能就是：监控数据传输服务的质量，保证报文的正确传输。

会话层：负责建立，管理和终止进程之间的会话和数据交换。因为不可能每次都要调用传输层协议去打包，然后再调用IP协议去找路由，所以要建立一个自动收发包，自动寻址的功能。

表示层：负责数据格式转换，数据加密和解密，压缩与解压缩等，将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式，或者将来自下一层的数据转换为上层能处理的格式。

应用层：为用户的应用进程提供网络服务。应用层是计算机用户，以及各种应用程序和网络之间的接口，其功能是直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。

TCP/IP

TCP/IP，即传输控制协议/因特网互联协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础。

TCP/IP协议是一个开放的网络协议簇，协议定义了用户如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

TCP/IP四层模型

TCP/IP参考模型采用4层的层级结构，每一层都依赖它的下一层所提供的协议来完成自己的需求：应用层，传输层，网络层，数据链路层。

TCP/IP4层模型、5层模型和OSI七层模型的区别：

应用层 ：应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。TCP/IP协议族内预存了各类通用的应用服务。比如，FTP和DNS服务就是其中两类。

传输层 ：传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。在传输层有两个性质不同的协议：TCP和UDP。

网络层 ：网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径到达对方计算机，并把数据包传送给对方。与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时，网络层所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。

链路层（又名数据链路层，网络接口层） ：用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动、网卡及光纤等物理可见部分，硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

常见的网络协议

TCP协议

TCP是面向连接的传输层协议。TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。 不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。

TCP报文段包括协议首部和数据两部分，协议首部的固定部分有20个字节，首部的固定部分后面是选项部分。

当应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，TCP则把数据流分割成适当长度的报文。之后TCP把数据包传递给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。

TCP具有以下特点：

基于流的方式；

面向连接；

可靠通信方式；

在网络情况不佳的时候尽量降低系统由于重传带来的带宽开销；

通信连接维护是面向的两个端点的，而不考虑中间网段和节点。

为满足TCP协议的这些特点，TCP协议做了以下规定：

数据分片：在发送端对用户数据进行分片，在接收端进行重组，由TCP确定分片的大小并控制分片和重组；

到达确认：接收端接收到分片数据时，根据分片数据序号向发送端发送一个确认；

超时重发：发送方在发送分片时启动超时定时器，如果在定时器超时之后没有接收到对应的确认，重发分片；

滑动窗口：TCP连接每一方的接收缓冲空间大小都固定，接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据，TCP在滑动窗口的基础上提供流量控制，防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出；

失序处理：作为IP数据报来传输的TCP分片到达时可能会失序，TCP将对接收的数据进行重新排序，将接收到的数据以正确的顺序交给应用层；

重复处理：作为IP数据报来传输的TCP分片会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据；

数据校验：TCP将保持它首部和数据的校验和，这是一个端到端的校验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到分片的校验和由差错，TCP将丢弃这个分片，并确认接收到此报文段导致对端超时并重发。

TCP的三次握手与四次握手不再展开讲，感兴趣的可以自己查找资料学习。

UDP

UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点。 它有以下几个特点：

面向无连接：首先UDP是不需要像TCP一样在发送数据前进行三次握手建立连接的，想发数据就可以开始发送了。并且也只是数据报文的搬运工，不会对数据报文进行任何拆分和拼接操作。

单播，多播，广播的功能：UDP不止支持一对一的传输方式，还支持一对多，多对多，多对一的方式，也就是说UDP提供了单播，多播，广播的功能。

面向报文：发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP层。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。

不可靠性：无连接本身就不靠谱，并且收到什么数据就传递什么数据，并且也不会备份数据，发送数据也不会关心对方是否已经正确接收到数据了。不考虑网络环境，UDP没有拥塞控制，一直会以恒定的速度发送数据。 头部开销小，传输数据报文时是很高效的：

UDP头部包含了以下几个数据：

两个十六位的端口号，分别为源端口（可选字段）和目标端口

整个数据报文的长度

整个数据报文的检验和（IPv4 可选 字段），该字段用于发现头部信息和数据中的错误

UDP的头部只有八字节，相比TCP的至少二十字节要少得多，在传输数据报文时是很高效的。

HTTP协议

HTTP超文本传输协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。HTTP是一种应用层协议，它是基于TCP协议之上的请求/响应式的协议，即一个客户端与服务器建立连接后，向服务器发送一个请求；服务器接到请求后，给予相应的响应信息。现在使用的HTTP协议是HTTP/1.1版本。HTTP连接在1.0版本中采用非持续连接工作方式，1.1版本采用的是持续连接工作方式，持续连接是指服务器在发送响应后仍然在一段时间内保持这条由TCP运输层协议建立起来的连接，使客户机和服务器可以继续在这条连接上传输HTTP报文。

目前大部分浏览器都是用HTTP1.1协议，也就是说默认都会发起Keep-Alive的连接请求了，所以是否能完成一个完整的Keep- Alive连接就看服务器设置情况。

HTTP报文

HTTP协议是基于TCP协议之上的请求/响应式协议，下面主要介绍HTTP报文的格式，HTTP报文主要有请求报文和响应报文两种。

请求报文的格式：

HTTP请求报文由请求行、首部行和实体主体组成，由浏览器发送给服务器。上面这张图中SP表示空格，cr lf表示回车和换行。

响应报文格式

HTTP请求方法和响应状态码

在上面的HTTP请求报文例子中，我们可以看到请求方法是GET，这表示请求读取由URL所标志的信息，除了GET，还有其它几种常用的方法。

http状态码用来告诉客户端发生了什么事情。状态码是在每条响应报文的起始行返回的，会返回一个数字状态和一个可读的状态。数字码便于程序进行差错处理，原因短语便于人们理解

200到299之间的的状态码表示成功，300到399之间的代码表示资源已经被转移走啦，400到499之间的代码表示客户端请求出错了，500到599之间的代码表示服务器出错了。

200 OK：客户端请求成功。 400 Bad Request：客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解。 401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用。 403 Forbidden：服务器收到请求，但是拒绝提供服务。 404 Not Found：请求资源不存在，举个例子：输入了错误的URL。 500 Internal Server Error：服务器发生不可预期的错误。 503 Server Unavailable：服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

总结

对于开发而言，重点关注应该是TCP/IP的四层模型，然后在看具体的协议。