一 OSI與TCP/IP各層的結構與功能，都有哪些協議
OSI的七層體系結構概念清楚，理論也很完整，但是它比較複雜而且不實用。在這裡順帶提一下之前一直被一些大公司甚至一些國家政府支援的OSI失敗的原因：
- OSI的專家缺乏實際經驗，他們在完成OSI標準時缺乏商業驅動力
- OSI的協議實現起來過分複雜，而且執行效率很低
- OSI制定標準的週期太長，因而使得按OSI標準生產的裝置無法及時進入市場（20世紀90年代初期，雖然整套的OSI國際標準都已經制定出來，但基於TCP/IP的網際網路已經搶先在全球相當大的範圍成功執行了）
- OSI的層次劃分不太合理，有些功能在多個層次中重複出現
五層協議的體系結構
學習計算機網路時我們一般採用折中的辦法，也就是中和OSI和TCP/IP的有點，採用一種只有五層協議的體系結構，這樣既簡潔又能將概念闡述清楚。
結合網際網路的情況，自上而下地，非常簡要的介紹一下各層的作用。
1 應用層（application layer）
應用層的任務是通過應用程式間的互動來完成特定網路應用。應用層協議定義的是應用程式（程式：主機中正在執行的程式）間的通訊和互動的規則。對於不同的網路應用需要不同的應用層協議。在網際網路中應用層協議很多，如域名系統DNS，支援全球資訊網應用的HTTP協議，支援電子郵件的SMTP協議等等。我們把應用層互動的資料單元稱為報文。
域名系統（Domain Name System縮寫DNS，Domain Name被譯為域名）
域名系統是因特網的一項核心服務，它作為可以將域名和IP地址相互對映的一個分散式資料庫，能夠使人更方便的訪問網際網路，而不用去記住能夠被機器直接讀取的IP數串。（百度百科）例如：一個公司的Web網站可看作是它在網上的門戶，而域名就相當於其門牌地址，通常域名都使用該公司的名稱或簡稱。例如上面提到的微軟公司的域名，類似的還有：IBM公司的域名是www.ibm.com、Oracle公司的域名是www.oracle.com、Cisco公司的域名是www.cisco.com等。
HTTP協議
超文字傳輸協議（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是網際網路上應用最為廣泛的一種網路協議。所有的WWW檔案都必須遵守這個標準。設計HTTP最初的目的是為了提供一種釋出和接收HTML頁面的方法。（百度百科）
2 運輸層（transport layer）
運輸層的主要任務就是負責向兩臺主機程式之間的通訊提供通用的資料傳輸服務。應用程式利用該服務傳送應用層報文。“通用的”是指並不針對某一個特定的網路應用，而是多種應用可以使用同一個運輸層服務。由於一臺主機可同時執行多個執行緒，因此運輸層有複用和分用的功能。所謂複用就是指多個應用層程式可同時使用下面運輸層的服務，分用和複用相反，是運輸層把收到的資訊分別交付上面應用層中的相應程式。
運輸層主要使用以下兩種協議：
- 傳輸控制協議TCP（Transmisson Control Protocol）--提供面向連線的，可靠的資料傳輸服務。
- 使用者資料協議UDP（User Datagram Protocol）--提供無連線的，盡最大努力的資料傳輸服務（不保證資料傳輸的可靠性）。
UDP的主要特點：
- UDP是無連線的；
- UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持複雜的連結狀態（這裡面有許多引數）；
- UDP是面向報文的；
- UDP沒有擁塞控制，因此網路出現擁塞不會使源主機的傳送速率降低（對實時應用很有用，如IP電話，實時視訊會議等）；
- 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，比TCP的20個位元組的首部要短。
TCP的主要特點：
- TCP是面向連線的。（就好像打電話一樣，通話前需要先撥號建立連線，通話結束後要掛機釋放連線）；
- 每一條TCP連線只能有兩個端點，每一條TCP連線只能是點對點的（一對一）；
- TCP提供可靠交付的服務。通過TCP連線傳送的資料，無差錯、不丟失、不重複、並且按序到達；
- TCP提供全雙工通訊。TCP允許通訊雙方的應用程式在任何時候都能傳送資料。TCP連線的兩端都設有傳送快取和接收快取，用來臨時存放雙方通訊的資料；
- 面向位元組流。TCP中的“流”（stream）指的是流入程式或從程式流出的位元組序列。“面向位元組流”的含義是：雖然應用程式和TCP的互動是一次一個資料塊（大小不等），但TCP把應用程式交下來的資料僅僅看成是一連串的無結構的位元組流。
3 網路層（network layer）
網路層負責為分組交換網上的不同主機提供通訊服務。在傳送資料時，網路層把運輸層產生的報文段或使用者資料包封裝成分組和包進行傳送。在TCP/IP體系結構中，由於網路層使用IP協議，因此分組也叫IP資料包，簡稱資料包。
這裡要注意：不要把運輸層的“使用者資料包UDP”和網路層的“IP資料包”弄混。另外，無論是哪一層的資料單元，都可籠統地用“分組”來表示。
網路層的另一個任務就是選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分株，能通過網路層中的路由器找到目的主機。
這裡強調指出，網路層中的“網路”二字已經不是我們通常談到的具體網路，而是指計算機網路體系結構模型中第三層的名稱.
網際網路是由大量的異構（heterogeneous）網路通過路由器（router）相互連線起來的。網際網路使用的網路層協議是無連線的網際協議（Intert Prococol）和許多路由選擇協議，因此網際網路的網路層也叫做網際層或IP層。
4 資料鏈路層（data link layer）
資料鏈路層通常簡稱為鏈路層。兩臺主機之間的資料傳輸，總是在一段一段的鏈路上傳送的，這就需要使用專門的鏈路層的協議。 在兩個相鄰節點之間傳送資料時，資料鏈路層將網路層交下來的IP資料包組裝程幀，在兩個相鄰節點間的鏈路上傳送幀。每一幀包括資料和必要的控制資訊（如同步資訊，地址資訊，差錯控制等）。
在接收資料時，控制資訊使接收端能夠知道一個幀從哪個位元開始和到哪個位元結束。這樣，資料鏈路層在收到一個幀後，就可從中提出資料部分，上交給網路層。 控制資訊還使接收端能夠檢測到所收到的幀中有誤差錯。如果發現差錯，資料鏈路層就簡單地丟棄這個出了差錯的幀，以避免繼續在網路中傳送下去白白浪費網路資源。如果需要改正資料在鏈路層傳輸時出現差錯（這就是說，資料鏈路層不僅要檢錯，而且還要糾錯），那麼就要採用可靠性傳輸協議來糾正出現的差錯。這種方法會使鏈路層的協議複雜些。
5 物理層（physical layer）
在物理層上所傳送的資料單位是位元。 **物理層的作用是實現相鄰計算機節點之間位元流的透明傳送，儘可能遮蔽掉具體傳輸介質和物理裝置的差異。**使其上面的資料鏈路層不必考慮網路的具體傳輸介質是什麼。“透明傳送位元流”表示經實際電路傳送後的位元流沒有發生變化，對傳送的位元流來說，這個電路好像是看不見的。
在網際網路使用的各種協中最重要和最著名的就是TCP/IP兩個協議。現在人們經常提到的TCP/IP並不一定單指TCP和IP這兩個具體的協議，而往往表示網際網路所使用的整個TCP/IP協議族。
上面我們對計算機網路的五層體系結構有了初步的瞭解，下面附送一張七層體系結構圖總結一下。圖片來源：https://blog.csdn.net/yaopeng_2005/article/details/7064869
二 TCP三次握手和四次揮手（面試常客）
為了準確無誤地把資料送達目標處，TCP協議採用了三次握手策略。
漫畫圖解：
圖片來源：《圖解HTTP》
簡單示意圖：
- 客戶端–傳送帶有SYN標誌的資料包–一次握手–服務端
- 服務端–傳送帶有SYN/ACK標誌的資料包–二次握手–客戶端
- 客戶端–傳送帶有帶有ACK標誌的資料包–三次握手–服務端
為什麼要傳回SYN（發起一個新連結）？
接收端傳回傳送端所傳送的SYN是為了告訴傳送端，我接收到的資訊確實就是你所傳送的訊號了。
傳了SYN，為啥還要傳ACK（確認序號有效）？
雙方通訊無誤必須是兩者互相傳送資訊都無誤。傳了SYN，證明傳送方到接收方的通道沒有問題，但是接收方到傳送方的通道還需要ACK訊號來進行驗證。
斷開一個TCP連線則需要“四次揮手”：
- 客戶端-傳送一個FIN，用來關閉客戶端到伺服器的資料傳送
- 伺服器-收到這個FIN，它發回一個ACK，確認序號為收到的序號加1 。和SYN一樣，一個FIN將佔用一個序號
- 伺服器-關閉與客戶端的連線，傳送一個FIN給客戶端
- 客戶端-發回ACK報文確認，並將確認序號設定為收到序號加1
上面講的比較概括，推薦一篇講的比較細緻的文章：blog.csdn.net/qzcsu/artic…
三 TCP、UDP協議的區別
UDP在傳送資料之前不需要先建立連線，遠地主機在收到UDP報文後，不需要給出任何確認。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下UDP確是一種最有效的工作方式（一般用於即時通訊），比如： QQ語音 QQ視訊 、直播等等
TCP提供面向連線的服務。在傳送資料之前必須先建立連線，資料傳送結束後要釋放連線。TCP不提供廣播或多播服務。由於TCP要提供可靠的，面向連線的運輸服務（TCP的可靠體現在TCP在傳遞資料之前，會有三次握手來建立連線，而且在資料傳遞時，有確認、視窗、重傳、擁塞控制機制，在資料傳完後，還會斷開連線用來節約系統資源），這一難以避免增加了許多開銷，如確認，流量控制，計時器以及連線管理等。這不僅使協議資料單元的首部增大很多，還要佔用許多處理機資源。TCP一般用於檔案傳輸、傳送和接收郵件、遠端登入等場景。
四 在瀏覽器中輸入url地址 ->> 顯示主頁的過程（面試常客）
百度好像最喜歡問這個問題。
開啟一個網頁，整個過程會使用哪些協議
圖片來源：《圖解HTTP》
五 狀態碼
六 各種協議與HTTP協議之間的關係
一般面試官會通過這樣的問題來考察你對計算機網路知識體系的理解。
圖片來源：《圖解HTTP》
七 HTTP長連線、短連線
在HTTP/1.0中預設使用短連線。也就是說，客戶端和伺服器每進行一次HTTP操作，就建立一次連線，任務結束就中斷連線。當客戶端瀏覽器訪問的某個HTML或其他型別的Web頁中包含有其他的Web資源（如JavaScript檔案、影象檔案、CSS檔案等），每遇到這樣一個Web資源，瀏覽器就會重新建立一個HTTP會話。
而從HTTP/1.1起，預設使用長連線，用以保持連線特性。使用長連線的HTTP協議，會在響應頭加入這行程式碼：
Connection:keep-alive
複製程式碼在使用長連線的情況下，當一個網頁開啟完成後，客戶端和伺服器之間用於傳輸HTTP資料的TCP連線不會關閉，客戶端再次訪問這個伺服器時，會繼續使用這一條已經建立的連線。Keep-Alive不會永久保持連線，它有一個保持時間，可以在不同的伺服器軟體（如Apache）中設定這個時間。實現長連線需要客戶端和服務端都支援長連線。
HTTP協議的長連線和短連線，實質上是TCP協議的長連線和短連線。
寫在最後
推薦一個自己的開源的後端文件
Java-Guide： Java面試通關手冊（Java學習指南）Java Interview Customs Manual (Java Study Guide)。
?Github地址：github.com/Snailclimb/…
?文件定位：一個專門為Java後端工程師準備的開源文件，相信不論你是Java新手還是已經成為一名Java工程師都能從這份文件中收穫到一些東西。
關於計算機網路基礎知識大家可以檢視（第一篇基礎知識，第二篇偏總結，都很不錯）：
計算機網路常見問題回顧
計算機網路最常見的問題我覺得應該是這5個了：
- ①TCP三次握手和四次揮手、
- ②在瀏覽器中輸入url地址->>顯示主頁的過程
- ③HTTP和HTTPS的區別
- ④TCP、UDP協議的區別
- ⑤常見的狀態碼。
建議
非常推薦大家看一下 《圖解HTTP》 這本書，這本書頁數不多，但是內容很是充實，不管是用來系統的掌握網路方面的一些知識還是說純粹為了應付面試都有很大幫助。下面的一些文章只是參考。大二學習這門課程的時候，我們使用的教材是 《計算機網路第七版》（謝希仁編著），不推薦大家看這本教材，書非常厚而且知識偏理論，不確定大家能不能心平氣和的讀完。
如果想要獲取更多我的原創文章以及優質學習資源，歡迎關注我的微信公眾號:"Java面試通關手冊" 。無套路，希望能與您共同進步，互相學習。
