osi七层模型和TCP/IP五层模型、描述TCP三次握手四次挥手、描述TCP和UDP区别、ip分类和IP配置方法
1、简述osi七层模型和TCP/IP五层模型
1.OSI 七层模型：
应用层：OSI 参考模型中最靠近用户的一层，为计算机用户提供应用接口，也为用户直接提供各 种网络服务。我们常见应用层的网络服务协议有：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。
表示层：提供各种用于应用层数据的编码和转换功能，确保一个主机的应用层发送的数据能被另一个主机的应用层识别。如果有必要，该层可以提供一种标准的表示形式，用于将计算机内部的多种数据格式转换成通信中采用的标准表示形式。
会话层：负责创建、管理和终止表示层实体之间的通信会话。
传输层：创建了主机之间的端到端的连接。传输层的作用，是为上层协议提供端到端的可靠的透明的数据传输服务，包括差错控制和流量控制等问题。我们通常说的TCP、UDP就是在这一层。端口号即是这里的“ 端 ”。TCP 协议。UDP 协议。
网络层：网络层通过 IP 寻址来创建两个网络节点之间的连接，为源主机的传输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误的按照 IP 地址传送给目的主机的传输层。就是通常说的 IP 层，使用 IP协议和路由器的路由选择信息。数据传输单位是分组。IP 地址。路由器。IP 协议。
数据链路层：将比特组合成字节，再将字节组合成帧，使用数据链路层地址 （以太网使用的是 MAC 地址）来访问介质，并进行差错检测。在物理层提供的服务基础之上，负责在通信的实体之间创建数据链路。传输以帧为单位的数据包。
物理层：实际的最终信号的传输是通过物理层实现的。通过物理介质传输0-1 比特流。常用的设备有（各种物理设备）集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。这些都是物理层的传输介质。 传输的单位是比特。
2. TCP/IP五层模型
在每一层都工作着不同的设备，比如我们常用的交换机就工作在数据链路层的，一般的路由器是工作在网络层的。
2、总结描述TCP三次握手四次挥手
TCP的报头：
1.源端口号：表示发送端端口号，字段长为16位。
2.目标端口号：表示接收端口号，字段长为16位。
3.***：表示发送数据的位置，字段长为32位。每发送一次数据，就累加一次该数据字节数的大小。
注意：***不会从0或1开始，而是在建立连接时由计算机生成的一个随机数作为其初始值，通过SYN包发送给接收端主机。然后再将每转发过去的字节数累加到初始值上表示数据的位置。
4.确认应答号：表示下一次应该收到的数据的***，字段长为32字节。发送端收到这个确认应答以后可以认为在这个序号以前的数据都已经被正常接收。
5.首部长度：该字段长度为4位，单位为4字节（32位）。TCP首部长度不包括选项的话，是20个字节，20/4=5，5的二进制序列：0101，报头长度也叫数据偏移，所以该字段可以设置为5，选项字段最大的是40字节，所以，TCP首部长度为最大为20+40=60字节，该字段可以设置的最大长度为60/4=15。
6.保留：该字段主要是为了以后扩展时使用，其长度为4位。一般设置为0，即使收到的包在该字段不为0，此包也不会丢弃。
7.控制位：字段长为6，每一位从左到右分别为：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。当对应的值为1，表示有具体含义。
字段|含义
—|:—
URG|紧急指针是否有效。为1，表示某一位需要被优先处理。
ACK|确认号是否有效，一般置为1。
PSH|提示接收端应用程序立即从TCP缓冲区把数据读走。
RST|对方要求重新建立连接，复位。
SYN|请求建立连接，并在其***的字段进行***的初始值设定。建立连接，设置为1.
FIN|希望断开连接。
8.窗口大小：接收缓冲区的大小，TCP不允许发送超过此处所示大小的数据。
9.校验和：发送端填充，CRC校验，接收校验不通过，则认为数据有问题。和UDP的区别是，UDP校验的是数据本身，TCP校验的不仅包含TCP首部，而且包含TCP数据部分。
10.紧急指针：只有在URG为1时有效，该字段为1表示本报文的段中的紧急数据的指针。
11.选项：用于提高TCP的传输性能。需要根据首部长度进行控制，其最大长度为40字节。
我们在着重讲一下在三次握手和四次挥手中的用到***、确认号及标志位。
1. ***seq
占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生，给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号，***seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。
2. 确认号ack
占4个字节，期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号，***表示报文段携带数据的第一个字节的编号，而确认号指的是期望接受到下一个字节的编号，因此挡墙报文段最后一个字节的编号+1即是确认号。
3. 确认ACK
占1个比特位，仅当ACK=1，确认号字段才有效。ACK=0，确认号无效。
4. 同步SYN
连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使用SYN=1，ACK=1.因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接收报文，SYN这个标志位只有在TCP建立连接才会被置为1，握手完成后SYN标志位被置为0.
5. 终止FIN
三次握手的过程
step1:第一次握手
建立连接时，客户端发送SYN包到服务器，其中包含客户端的初始序号seq=x，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。（其中，SYN=1，ACK=0，表示这是一个TCP连接请求数据报文；序号seq=x，表明传输数据时的第一个数据字节的序号是x）。
step2:第二次握手
服务器收到请求后，必须确认客户的数据包。同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。（其中确认报文段中，标识位SYN=1，ACK=1，表示这是一个TCP连接响应数据报文，并含服务端的初始序号seq(服务器)=y，以及服务器对客户端初始序号的确认号ack(服务器)=seq(客户端)+1=x+1）。
step3:第三次握手
客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送一个***(seq=x+1)，确认号为ack(客户端)=y+1，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTAB_LISHED(TCP连接成功)状态，完成三次握手。
未连接队列
在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包(syn=j)开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包时，删除该条目，服务器进入ESTAB_LISHED状态。
四次挥手过程（关闭客户端到服务器的连接）
step1：第一次挥手
首先，客户端发送一个FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送，然后等待服务器的确认。其中终止标志位FIN=1，***seq=u。
step2：第二次挥手
服务器收到这个FIN，它发送一个ACK，确认ack为收到的序号加一。
step3：第三次挥手
关闭服务器到客户端的连接，发送一个FIN给客户端。
step4：第四次挥手
客户端收到FIN后，并发回一个ACK报文确认，并将确认序号seq设置为收到序号加一。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
客户端发送FIN后，进入终止等待状态，服务器收到客户端连接释放报文段后，就立即给客户端发送确认，服务器就进入CLOSE_WAIT状态，此时TCP服务器进程就通知高层应用进程，因而从客户端到服务器的连接就释放了。此时是“半关闭状态”，即客户端不可以发送给服务器，服务器可以发送给客户端。
此时，如果服务器没有数据报发送给客户端，其应用程序就通知TCP释放连接，然后发送给客户端连接释放数据报，并等待确认。客户端发送确认后，进入TIME_WAIT状态，但是此时TCP连接还没有释放，然后经过等待计时器设置的2MSL后，才进入到CLOSED状态。
2.为什么需要2MSL时间？
首先，MSL即Maximum Segment Lifetime，就是最大报文生存时间，是任何报文在网络上的存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。《TCP/IP详解》中是这样描述的：MSL是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。RFC 793中规定MSL为2分钟，实际应用中常用的是30秒、1分钟、2分钟等。
TCP的TIME_WAIT需要等待2MSL，当TCP的一端发起主动关闭，三次挥手完成后发送第四次挥手的ACK包后就进入这个状态，等待2MSL时间主要目的是：防止最后一个ACK包对方没有收到，那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包，主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包。在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用，要等到2MSL时间结束才可以继续使用。当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。
3.为什么是四次挥手，而不是三次或是五次、六次？
双方关闭连接要经过双方都同意。所以，首先是客服端给服务器发送FIN，要求关闭连接，服务器收到后会发送一个ACK进行确认。服务器然后再发送一个FIN，客户端发送ACK确认，并进入TIME_WAIT状态。等待2MSL后自动关闭。
总结：
（1）为了保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务器。即最后一个确认报文可能丢失，服务器会超时重传，然后服务器发送FIN请求关闭连接，客户端发送ACK确认。一个来回是两个报文生命周期。
如果没有等待时间，发送完确认报文段就立即释放连接的话，服务器就无法重传，因此也就收不到确认，就无法按步骤进入CLOSED状态，即必须收到确认才能close。
（2）防止已经失效的连接请求报文出现在连接中。经过2MSL，在这个连续持续的时间内，产生的所有报文段就可以都从网络消失。
3、描述TCP和UDP区别
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）
TCP协议是一种可靠的、一对一的、面向有连接的通信协议，TCP主要通过下列几种方式保证数据传输的可靠性：
（1）在使用TCP协议进行数据传输时，往往需要客户端和服务端先建立一个“通道“、且这个通道只能够被客户端和服务端使用，所以TCP传输协议只能面向一对一的连接。
（2）为了保证数据传输的准确无误，TCP传输协议将用于传输的数据包分为若干个部分（每个部分的大小根据当时的网络情况而定），然后在它们的首部添加一个检验字节。当数据的一个部分被接收完毕之后，服务端会对这一部分的完整性和准确性进行校验，校验之后如果数据的完整度和准确度都为100%，在服务端会要求客户端开始数据下一个部分的传输，如果数据的完整性和准确性与原来不相符，那么服务端会要求客户端再次传输这个部分。
客户端与服务端在使用TCP传输协议时要先建立一个“通道”，在传输完毕之后又要关闭这“通道”，前者可以被形象地成为“三次握手”，而后者则可以被称为“四次挥手”。
通道的建立——三次握手：
（1）在建立通道时，客户端首先要向服务端发送一个SYN同步信号。
（2）服务端在接收到这个信号之后会向客户端发出SYN同步信号和ACK确认信号。
（3）当服务端的ACK和SYN到达客户端后，客户端与服务端之间的这个“通道”就会被建立起来。
通道的关闭——四次挥手：
（1）在数据传输完毕之后，客户端会向服务端发出一个FIN终止信号。
（2）服务端在收到这个信号之后会向客户端发出一个ACK确认信号。
（3）如果服务端此后也没有数据发给客户端时服务端会向客户端发送一个FIN终止信号。
（4）客户端在收到这个信号之后会回复一个确认信号，在服务端接收到这个信号之后，服务端与客户端的通道也就关闭了。
TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接，使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机，对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）
1、UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接， 当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。 在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、 计算机的能力和传输带宽的限制； 在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
2、 由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等， 因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
3、UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
4、吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、 源端和终端主机性能的限制。
5、UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付， 因此主机不需要维持复杂的链接状态表。
6、UDP是面向报文的。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给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界， 因此，应用程序需要选择合适的报文大小。
tcp、udp区别
TCP/IP 和UDP最大的区别就是：TCP/IP是面向连接的，UDP是无连接的。TCP协议和UDP协议各有所长、各有所短，适用于不同要求的通信环境。TCP协议和UDP协议之间的差别如下表所示。
在实际的使用中，TCP主要应用于文件传输精确性相对要求较高且不是很紧急的情景，比如电子邮件、远程登录等。有时在这些应用场景下即使丢失一两个字节也会造成不可挽回的错误，所以这些场景中一般都使用TCP传输协议。由于UDP可以提高传输效率，所以UDP被广泛应用于数据量大且精确性要求不高的数据传输，比如我们平常在网站上观看视频或者听音乐的时候应用的基本上都是UDP传输协议。
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TCP |
UDP |
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是否建立连接 |
面向连接 |
无连接 |
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是否建立连接 |
可靠 |
不可靠 |
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应用场景 |
传输少量数据 |
大量数据 |
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速度 |
慢 |
块 |
4、总结ip分类以及每个分类可以分配的IP数量
网络中的每一个主机至少有一个ip地址；
在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址；
IP地址采用分层结构；
IP地址是由网络号（net ID）与主机号（host ID）两部分组成的。
IP地址长度为32位，点分十进制（dotted decimal）地址；
采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8位，每个x的值为0～255（例如 202.113.29.16）；
根据不同的取值范围，IP地址可以分为五类；
IP地址中的前5位用于标识IP地址的类别：
A类地址的第一位为0；
B类地址的前两位为10；
C类地址的前三位为110；
D类地址的前四位为1110；
E类地址的前五位为11110。
IP地址根据网络号和主机号来分，分为A、B、C三类及特殊地址D、E。全0和全1的都保留不用。
A类：
(1.0.0.0-126.0.0.0)
第一个字节为网络号，后三个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“0”，所以地址的网络号取值于1~126之间。一般用于大型网络。
定义：第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址
范围：1.0.0.1-126.255.255.254
数量：允许有126个网段，每个网段允许有16777214台主机
子网掩码：255.0.0.0
私有地址：10.X.X.X是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址），范围10.0.0.1-10.255.255.254
保留地址：127.X.X.X是保留地址，也是本机地址，等效于localhost或本机IP。一般用于测试使用。例如：ping 127.0.0.1来测试本机TCP/IP是否正常。
B类(128.0.0.0-191.255.0.0)
前两个字节为网络号，后两个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“10”，所以地址的网络号取值于128~191之间。一般用于中等规模网络。
定义：第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址
范围：128.0.0.1-191.255.255.254
数量：允许有16384个网段，每个网段允许有65534台主机
子网掩码：255.255.0.0
私有地址：172.16.0.0 - 172.31.255.255是私有地址
保留地址：169.254.X.X是保留地址。如果IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。就会得到其中一个IP
C类
(192.0.0.0-223.255.255.0)
前三个字节为网络号，最后一个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“110”，所以地址的网络号取值于192~223之间。一般用于小型网络。
定义：第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110
范围：192.0.0.1 - 223.255.255.254
数量：允许有2097152个网段，每个网段允许有254台主机
子网掩码：255.255.255.0
私有地址：192.168.X.X是私有地址。(192.168.0.0 - 192.168.255.255)
D类：
是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的网络号取值于224~239之间。一般用于多路广播用户。
定义：不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110
范围：224.0.0.1 - 239.255.255.254
E类：
是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的网络号取值于240~255之间。
定义：不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110
范围：240.0.0.1 - 255.255.255.254
计算会用到的公式：
1、主机数=2^主机ID位-2
2、网络数=2^可变的网络ID位
3、网络ID=IP和netmask 相与
4、划分子网数=2^网络ID向主机ID借的位数
5、划分子网损失IP数=2*（划分子网数-1）
（因为每段子网中的第一个IP地址用来表示网络位，而最后一个IP地址都被用来表示本网段中的广播。）
5、总结IP配置方法
静态指定:
ifconfig, route, netstat
ip: object {link, addr, route}, ss, tc
system-config-network-tui，setup
动态分配：
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
编辑网卡配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
配置内容如下：
TYPE=Ethernet #网络类型 以太网
BOOTPROTO=static
#1.这里可以为=none(过指定方式的办法来获得地址，如果没有指定的话可能会出现各种各样的网络受限 )
#2.=dhcp 自动获取ip地址
#3.=static 固定ip地址
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_PEERDNS=yes
IPV6_PEERROUTES=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
NAME=ens33 #网卡名称(用户看到的网卡名)
UUID=858e2bc3-1e47-4320-9227-b0029c8csaa6 #网卡的唯一标识符
DEVICE=enw33 #系统逻辑设备名
ONBOOT=yes #是否开机启动网卡 选项(no/yes)centos7默认no
IPADDR=192.168.233.129 #指定的ip地址 如果你是dhcp这里是没有的
NETMASK=255.255.255.0 #子网掩码
GATEWAY=192.168.233.1 #网关
DNS1=114.114.114.114 #指定的第一个DNS服务器
修改完毕后，进行服务的重启
修改后需 重启网卡
centos 6及之前系统版本的重启命令
/etc/init.d/network restart
或者service netword restart
centos 7重启网卡命令
systemctl restart network