计算机网络第二课

一、网络通信模型的本质
二、OSI七层参考模型(理论标准)
三、TCP/P四层模型(实际应用模型)
四、传输层核心协议:TCP与UDP
1、TCP协议:可靠的面向连接协议
1)核心特点
2)关键机制:三次握手与四次挥手
3)适用场景:
2、UDP协议:快速的无连接协议
1)核心特点
2)适用场景
3、TCP与UDP核心差异对比
五、核心知识点关联梳理
1、模型与协议的关联
2、数据传输串联
3、协议选择逻辑

一、网络通信模型的本质

网络通信模型是为了规范不同设备、不同网络之间的通信流程，将复杂的网络通信功能拆分违规“分层递进”的模块（层级），每一层仅完成特定的核心功能，通过层间接口协作实现完整通信。

二、OSI七层参考模型（理论标准）

OSI（Open Systems Intercinnection）模型是国际标准组织(OSI)制定的"开放式系统互联参考模型",是网络通信的理论基础,将网络通信功能分为7个层级,从下到上依次为:物理层、数据链路层、网路层、传输层、会话层、表示层、应用层。其中第四层完成数据传送服务，上面三层面向用户。

三、TCP/IP 四层模型 （实际应用模型）

TCP/IP模型是互联网的试剑天下标准(由美国国防部研发),将OSI 七层模型简化为4个层级,更贴合实际工程应用,是目前所有网络设备遵循的核心规范。

各层级间的对应关系

四、传输层核心协议：TCP 与 UDP

TCP（传输层控制协议）和 UDP（用户数据报协议）是TCP/UDP 模型传输层的两大核心协议，分别对应“可靠传输
”和“快速传输”两种需求，五绝对优势，按需选择。

1、TCP协议：可靠的面向连接协议

1）核心特点

• 面向连接：通信前必须通过“三次握手”建立连接，通信结束后通过“四次挥手”释放连接。
• 可靠传输：通过序列号、确认应答、重传机制、拥塞控制，确保数据无丢失、无重复、按序到达。
• 缺点：传输效率低，延迟高（因连接建立、确认应答等机制）。

2）关键机制：三次握手与四次挥手

• 三次握手（建立连接）:

• ① 客户端发送：“同步报文（SYN）" 请求连接；
• ② 服务端回复 “同步+确认报文（SYN+ ACK）”；
• ③ 客户端回复 “确认报文（ACK）”，连接建立。

• 四次挥手（释放连接）:

• ① 客户端发送 “结束报文（FIN）” 请求释放：
• ② 服务器回复 “确认报文（ACK）”；
• ③ 服务器发送 “结束报文（FIN）”；
• ④客户端回复 “确认报文（ACK）”，连接释放（许等待超时确保数据传输完成）。

3）适用场景：

对可靠性要求高、可接受延迟的场景，如网页访问（HTTP/HTTPS）、文件传输（FTP）、邮件发送（SMTP）、数据库连接（MySQL）。

2、UDP协议：快速的无连接协议

1）核心特点

• 无连接： 通信前无需建立连接，直接发送数据，通信结束后无需释放连接；
• 不可靠传输： 无序列号、无确认应答、无重传机制、数据可能丢失、重复、乱序到达；
• 优点： 传输效率高，延迟低，开销小（无连接建立、确认等机制）。

2）适用场景

对实时性要求高、可容忍少量数据丢失的场景，如视频直播、语音通话、网络游戏。

3、TCP 与 UDP 核心差异对比

对比维度	TCP	UDP
连接方式	面向连接（三次握手建立）	无连接（直接发送）
传输可靠性	可靠（无丢失、无重复、按序）	不可靠（可能丢失、乱序）
传输效率	低（开销大、延迟高）	高（开销小、延迟低）
典型应用	网页、文件传输、邮件、数据库	视频直播、语音通话、游戏、DNS

五、核心知识点关联梳理

1、模型与协议的关联：

TCP/IP模型是实际应用的核心框架
应用层协议 ：HTTP、HTTPS、DNS
传输层协议：TCP/UDP
网络层协议：IP、ICMP、ARP、路由器、ACM
网络接口层（链路层）协议：交换机、以太网协议
共同构成网络通信的完整体系。

2、数据传输串联：

应用层生成数据 → 传输层添加 TCP/UDP头部（端口号）→ 网络层添加 IP头部（IP地址）→ 网络接口层添加 MAC头部（MAC地址）→ 物理介质传输→ 接收端按反向层级解封装。

3、协议选择逻辑：

根据 “可靠性” 和 “实时性” 需求选择 TCP/UDP —— 需要可靠性传输选 TCP，需要快速实时选 UDP。