TCP/IP 模型总览
TCP/IP 模型是现实中广泛使用的网络模型，共四层，对应 OSI 七层模型如下：
TCP/IP 层级 |
对应 OSI 层级 |
功能 |
应用层 |
应用层、表示层、会话层 |
提供网络服务（如 HTTP、DNS） |
传输层 |
传输层 |
提供主机间端到端传输（如 TCP） |
网络层 |
网络层 |
路由转发、逻辑寻址（如 IP） |
网络接口层 |
数据链路层 + 物理层 |
实际数据的物理传输 |
TCP/IP 四层详解
🔹 1. 应用层（Application Layer）
- 作用：直接面向用户，提供网络应用服务。
- 常见协议：
协议 |
功能说明 |
HTTP(S) |
超文本传输协议（网页访问） |
FTP |
文件传输协议 |
SMTP |
邮件发送 |
POP3/IMAP |
邮件接收 |
DNS |
域名解析 |
Telnet/SSH |
远程登录 |
- 示例：HTTP
-
- 请求方法：GET、POST、PUT、DELETE...
- 状态码：200 OK、301 重定向、404 未找到、500 服务器错误
- 无状态协议，可以用 Cookie/Session 保持状态
🔹 2. 传输层（Transport Layer）
- 作用：实现端到端通信，提供数据传输的可靠性或效率保证。
TCP（Transmission Control Protocol）
- 面向连接，可靠传输（有顺序、有确认、无重复）
- 三次握手建立连接，四次挥手断开连接
- 流量控制：接收窗口机制
- 拥塞控制：慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复
三次握手（建立连接）：
- 客户端发送 SYN（同步）报文
- 服务端返回 SYN-ACK
- 客户端回复 ACK，连接建立
四次挥手（断开连接）：
- 客户端发送 FIN，表示要关闭连接
- 服务端回复 ACK，确认收到
- 服务端也发送 FIN
- 客户端再发 ACK，连接彻底关闭
UDP（User Datagram Protocol）
- 无连接，不可靠，但开销小、速度快
- 适用于：DNS、视频直播、语音通话、游戏等实时性强场景
- 没有拥塞控制、流量控制机制
🔹 3. 网络层（Internet Layer）
- 作用：实现不同主机/网络之间的数据转发和逻辑寻址。
IP（Internet Protocol）
- 提供逻辑地址（IP地址），实现主机间路由转发
- IPv4：32位地址，如 192.168.1.1
- IPv6：128位，解决地址不足问题
- 是不可靠、无连接的协议，依赖上层 TCP 保证可靠性
ICMP（Internet Control Message Protocol）
- 网络诊断/错误信息反馈协议
- 如：
ping命令底层就是 ICMP Echo 请求
ARP（Address Resolution Protocol）
- IP <--> MAC 地址解析
- 局域网中使用广播询问“谁是这个 IP”，目标主机回应 MAC 地址
🔹 4. 网络接口层（Link Layer）
- 作用：负责物理地址的寻址和局域网内数据帧的传输
- 包括物理传输介质、网卡驱动、MAC 层协议等
- 常见协议：
-
- Ethernet（以太网）
- Wi-Fi（无线局域网）
- 数据封装为帧（Frame），使用 MAC 地址作为硬件标识
TCP/IP 安全相关
- 嗅探攻击：截获明文数据包（尤其是 HTTP）
- ARP欺骗：局域网内伪造 MAC 地址进行中间人攻击
- IP欺骗：伪造 IP 地址进行攻击（如 SYN Flood）
- 防护方法：
-
- 使用 HTTPS（TLS 加密）
- 使用防火墙过滤端口
- 进行子网隔离、防ARP攻击等
三次握手
三次握手目的：
建立可靠连接，确保双方通信能力正常，序列号同步
三次握手的过程：
- 第一次握手：客户端向服务端发送一个带有
SYN标志位的数据包，请求建立连接，同时随机产生一个初始序列号seq = x。 - 第二次握手：服务端收到该请求后，确认客户端的 SYN（即
ACK = x + 1），并向客户端发送自己的 SYN 报文段，携带初始序列号seq = y。 - 第三次握手：客户端收到服务端的 SYN + ACK 报文后，再次发送 ACK 报文，确认连接建立（
ACK = y + 1）。
连接建立后，客户端与服务端即可开始数据传输。
三次握手的原因：
- 防止历史连接请求导致服务端资源浪费（如延迟或伪造的 SYN 导致的半连接）
- 确保客户端和服务端收发能力正常
- 确保双方的初始序列号互相确认，为后续可靠传输打基础
四次挥手
四次挥手目的：
可靠关闭连接，确保双方都已完成数据传输
四次挥手的过程：
- 第一次挥手：客户端发送
FIN报文，请求关闭连接。 - 第二次挥手：服务端确认收到该报文，发送
ACK报文，但此时可能还有数据未发送完毕。 - 第三次挥手：服务端数据发送完毕后，也发送一个
FIN报文，请求断开连接。 - 第四次挥手：客户端确认收到服务端的
FIN报文，发送ACK报文，连接彻底关闭。
客户端在发送最终 ACK 后，通常会进入 TIME_WAIT 状态，等待 2 倍的最大报文生存时间（MSL），防止失效报文影响后续连接。
四次挥手的原因：
- TCP 是全双工协议，双方都需要显式关闭自己的发送通道
- 服务端可能仍需发送数据，因此 ACK 和 FIN 分开发送更灵活可靠
TIME_WAIT阶段可确保旧连接中的延迟报文不会影响新的连接建立