一，OSI模型

OSI七层协议模型其实是一种理想化的网络协议模型，实际应用的多是TCP/IP四层或五层协议族。

OSI七层协议模型分别是：物数网传会表应（快速记忆）

第一层：物理层

这一层是网线、光纤、集线器这些硬件方面的东西，本质上就是传0和1的“电线”，不做任何逻辑判断。

第二层：数据链路层

这一层分为两个子层：

1.MAC子层：也叫介质访问控制层，主要用来添加MAC头部（源/目的地址）和尾部（CRC校验）

2.LLC子层：也叫逻辑链路控制层，主要用来提供逻辑链路标识，实现流量控制和错误恢复（如滑动窗口协议）

像MAC地址、交换机都在这一层

第三层：网络层

主要功能：

1.逻辑寻址：使用IP地址，跨网段定位主机

2.路由选择：根据路由表选择跨网络的最佳传输路径

3.数据包转发，IP分片

4.划分广播域

IP协议和路由器都在这一层

第四层：传输层

这一层可以实现端到端的连接，是承上启下的一层，可以实现端到端的通信，有两大核心服务：TCP和UDP，后面讲TCP/IP四层协议族再详细介绍

第五层：会话层

主要用来建立网络通信节点，SSL/TSL在这一层

第六层：表示层

表示层主要用来进行数据转换和数据加密，像ASCII码就在这一层

第六层：应用层

这一层直接面向用户和应用软件，为各类应用程序提供网络访问接口，比如HTTP就在这一层

总的结构如图所示：

二，TCP/IP协议族

这个是比较标准的网络协议模型，对比OSI的七层其实就是讲表示层和会话层合并至应用层，数据链路层和物理层合并叫网络接口层，所以总共是四层

第一层：网络接口层

功能也是合并的功能：物理介质传输比特流、相邻节点帧传输、错误检测

第二层：网络层

功能一样也是路由选择、IP寻址等，其中涉及很多网络协议，分别讲解一下：

1.IP（网间协议）

最常见的一个协议，主要功能就是用来寻址、路由、分片与重组，可以通过IP地址唯一标识设备

2.ICMP（网际控制消息协议）

两个功能：判断网络是否能和对方建立，也就是ping命令；传输错误报告，当IP数据包传输失败向源端发送错误信息

3.IGMP（网际组管理协议）

主要用于多播/组播

4.ARP（地址解析协议）

它能根据IP地址获取物理地址,从IP->MAC

5.RARP（反向地址转换协议）

局域网的物理机器从网关服务器的ARP表或缓存上请求其IP地址，从MAC->IP

345这三个协议再OSI中是属于数据链路层的，但是在TCP/IP协议中归并到网络层了

第三层：传输层

两大核心服务：

1.TCP（传输控制协议）

主要特点：基于字节流的一种通信方式；面向连接的一种通信方式，保证数据安全可靠

2.UDP（用户数据报协议）

主要特点：基于数据报的一种通信；无连接；不保证数据安全可靠

第四层：应用层

为用户提供具体的网络服务，直接面向用户操作的，不同的服务对应不同的协议，如图：

三，套接字与字节序

再接着讲一下套接字和字节序，后面会大量用到

1.套接字

它能为应用程序提供统一的网络通信能力（如同电话插孔标准化连接方式）

套接字编程流程：创建socket->绑定IP和端口->监听/连接->发送/接收数据->关闭socket

套接字类型：

2.字节序

字节序就是多字节数据在计算机内存中存储的先后顺序。

有两种类型：

大端序（网络字节序）：高位字节在前，符合人类书写习惯，如0x1234存储为12  34

小端序（主机字节序）：低位字节在前，如0x1234，存储为34  12

大小端转换函数：

1.主机->网络（发送/绑定时使用）

htons函数原型：

uint16_t htons(uint16_t hostshort)

一般用来转换端口号（16位）

htonl函数原型：

uint32_t htonl(uint32_t hostlong)

一般用来转换IPv4地址（32位）

2.网络->主机（接收数据后解析使用）

ntohs函数原型：

uint16_t ntohs(uint16_t netshort)

一般用来解析收到的远端端口号

ntohl函数原型：

uint32_t ntohl(uint32_t netlong)

一般用来解析收到的远端IP地址

IP地址转换函数：

因为日常我们用的像192.168.1.1这种都是点分十进制字符串，而网络中实际传输32位整型，所以需要进行转换

1.inet_addr

函数原型：

in_addr_t inet_addr(const char *cp)

功能：点分十进制IP字符串->网络字节序的32位整型

2.inet_ntoa

函数原型：

char *inet_ntoa(struct in_addr in)

功能：网络字节序的32位整型->点分十进制IP字符串