在上一篇文章中我们介绍了网络的七层协议，详细介绍了应用层的协议，在这篇文章中我们将先看一看HTTP和HTTPS，然后会看一看其他层的协议。
一：HTTP和HTTPS
HTTP（全称：HTTP-Hypertext transfer protocol) 是一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信规则的协议。
HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），简单讲是HTTP的安全版，HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL。https协议需要到ca（Certification Authority-认证机构）申请证书。HTTPS协议的主要作用：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种就是确认网站的真实性。
技术层面的区别：
a、HTTP发起的请求建立到服务器指定默认端口是80，HTTPS是443；
b、HTTP无需证书，HTTPS需要CA机构颁发的SSL证书；
c、HTTP工作于应用层，HTTPS工作于传输层。
d、http信息是明文传输，https则是具有安全性的ssl加密传输协议。
e、http的连接无状态（对同一个url请求没有上下文关系、每次的请求都是独立的、服务器中没有保存客户端的状态）。
HTTPS工作流程
a、浏览器访问https的网站；
b、服务器收到请求，准备证书（包含：算法、公钥、证书有效期）；
c、服务器将证书发送到客户端；
d、客户端收到证书，验证（很复杂的过程），验证成功后客户端生成一个随机数，用服务端的公钥对这个随机数加密，然后用hash算法生成签名做成证书。；
e、客户端把自己生成的证书发给服务端，因为只有服务端有私钥，所以只能服务端来解密，这样就保证了即使其他人截获也没用。
f、服务端收到证书后，用私钥验签，并解密出来随机数。这个随机数就是后续网络传输数据使用的对称加密密钥了
g、后面的通信就全部用这个随机数加密传输。
二：传输层
传输层（又称主机到主机传输层）为应用层提供会话和数据报通信服务。传输层承担OSI传输层的职责。传输层的核心协议是TCP和UDP。TCP提供一对一的、面向连接的可靠通信服务。TCP建立连接，对发送的数据包进行排序和确认，并恢复在传输过程中丢失的数据包。与TCP不同，UDP提供一对一或一对多的、无连接的不可靠通信服务。
不论是TCP/IP还是在OSI参考模型中，任意相邻两层的下层为服务提供者，上层为服务调用者。下层为上层提供的服务可分为两类：面向连接服务和无连接服务。
1）面向连接的网络服务
面向连接的网络服务又称为虚电路（Virtual Circuit）服务，它具有网络连接建立、数据传输和网络连接释放三个阶段。是按顺序传输可靠的报文分组方式，适用于指定对象、长报文、会话型传输要求。
面向连接服务以电话系统为模式。要和某个人通话，首先拿起电话，拨号码，通话，然后挂断。同样在使用面向连接的服务时，用户首先要建立连接，使用连接，然后释放连接。连接本质上像个管道：发送者在管道的一端放入物体，接收者在另一端按同样的次序取出物体；其特点是收发的数据不仅顺序一致，而且内容也相同。
2）无连接的网络服务
无连接网络服务的两实体之间的通信不需要事先建立好一个连接。无连接网络服务有3种类型：数据报（Datagram）、确认交付（Confirmed Delivery）与请求回答（Request reply）。
无连接服务以邮政系统为模式。每个报文（信件）带有完整的目的地址，并且每一个报文都独立于其他报文，由系统选定的路线传递。在正常情况下，当两个报文发往同一目的地时，先发的先到。但是，也有可能先发的报文在途中延误了，后发的报文反而先收到；而这种情况在面向连接的服务中是绝对不可能发生的。
1．传输控制协议（TCP）
TCP全称是Transmission Control Protocol，中文名为传输控制协议，它可以提供可靠的、面向连接的网络数据传递服务。传输控制协议主要包含下列任务和功能：
确保IP数据报的成功传递。
对程序发送的大块数据进行分段和重组。
确保正确排序及按顺序传递分段的数据。
通过计算校验和，进行传输数据的完整性检查。
根据数据是否接收成功发送肯定消息。通过使用选择性确认，也对没有收到的数据发送否定确认。
为必须使用可靠的、基于会话的数据传输程序，如客户端/服务器数据库和电子邮件程序，提供首选传输方法。
1）TCP包的结构
TCP数据包头部总长最小为20字节，其结构如图所示。
TCP数据包头部结构
源端口：指定了发送端的端口。
目的端口：指定了接受端的端口号。
序列号：指明了段在即将传输的段序列中的位置。
确认号：规定成功收到段的序列号，确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号。
TCP偏移量：指定了段头的长度。段头的长度取决于段头选项字段中设置的选项。
保留：指定了一个保留字段，以备将来使用。
标志：SYN（表示同步）、ACK（表示确认）、PSH（表示尽快地将数据送往接收进程）、RST（表示复位连接）、URG（表示紧急指针）、FIN（表示发送方完成数据发送）。
窗口：指定关于发送端能传输的下一段大小的指令。
校验和：校验和包含TCP段头和数据部分，用来校验段头和数据部分的可靠性。
紧急：指明段中包含紧急信息，只有当URG标志置1时紧急指针才有效。
选项：指定了公认的段大小，时间戳，选项字段的末端，以及指定了选项字段的边界选项。
2）TCP工作原理
TCP的连接建立过程又称为TCP三次握手。首先发送方主机向接收方主机发起一个建立连接的同步（SYN）请求；接收方主机在收到这个请求后向发送方主机回复一个同步/确认（SYN/ACK）应答；发送方主机收到此包后再向接收方主机发送一个确认（ACK），此时TCP连接成功建立，如图所示。
一旦初始的三次握手完成，在发送和接收主机之间将按顺序发送和确认段。关闭连接之前，TCP使用类似的握手过程验证两个主机是否都完成发送和接收全部数据。TCP工作过程比较复杂，包括的内容如下。
TCP连接关闭：发送方主机和目的主机建立TCP连接并完成数据传输后，会发送一个将结束标记置1的数据包，以关闭这个TCP连接，并同时释放该连接占用的缓冲区空间。
TCP重置：TCP允许在传输的过程中突然中断连接。
TCP数据排序和确认：在传输的过程中使用序列号和确认号来跟踪数据的接收情况。
TCP重传：在TCP的传输过程中，如果在重传超时时间内没有收到接收方主机对某数据包的确认回复，发送方主机就认为此数据包丢失，并再次发送这个数据包给接收方。
TCP延迟确认：TCP并不总是在接收到数据后立即对其进行确认，它允许主机在接收数据的同时发送自己的确认信息给对方。
TCP数据保护（校验和）：TCP是可靠传输的协议，它提供校验和计算来实现数据在传输过程中的完整性。
2．用户数据报协议（UDP）
UDP全称是User Datagram Protocol，中文名为用户数据报协议。UDP 提供无连接的网络服务，该服务对消息中传输的数据提供不可靠的、最大努力传送。这意味着它不保证数据报的到达，也不保证所传送数据包的顺序是否正确。UDP数据包的头部结构如图所示。
UDP数据包头部结构
（1）源、目的端口：作用与TCP数据段中的端口号字段相同，用来标识源端和目标端的应用进程。
（2）用户数据包的长度：标明UDP头部和UDP数据的总长度字节。
（3）校验和：用来对UDP头部和UDP数据进行校验。
这里与TCP是不同的，对UDP来说，此字段是可选项，而TCP数据段中的校验和字段是必须有的。
说了这么多我们总结一下TCP和UDP吧：
看到前面的内容也许你会问：“既然UDP是一种不可靠的网络协议，那么还有什么使用价值或必要呢？”其实不然，在有些情况下UDP可能会变得非常有用。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大地降低了执行时间，使速度得到了保证。
了解了应用层和传输层协议，现在我们来看一看网络层的协议
IP协议
IP协议是将多个包交换网络连接起来，它在源地址和目的地址之间传送一种称之为数据包的东西，它还提供对数据大小的重新组装功能，以适应不同网络对包大小的要求。
IP不提供可靠的传输服务，它不提供端到端的或（路由）结点到（路由）结点的确认，对数据没有差错控制，它只使用报头的校验码，它不提供重发和流量控制。如果出错可以通过ICMP报告，ICMP在IP模块中实现。
功能：
其中包括两个部分：
（1）寻址与路由.
(a)用IP地址来标识Internet的主机：在每个IP数据报中,都会携带源IP地址和目标IP地址来标识该IP数据报的源和目的主机.IP数据报在传输过程中,每个中间节点(IP 网关)还需要为其选择从源主机到目的主机的合适的转发路径(即路由).IP协议可以根据路由选择协议提供的路由信息对IP数据报进行转发,直至抵达目的主机.
(b)IP地址和MAC地址的匹配,ARP协议.数据链路层使用MAC地址来发送数据帧,因此在实际发送IP报文时,还需要进行IP地址和MAC地址的匹配,由TCP/IP协议簇中的ARP(地址解析协议)完成.
（2）分段与重组.
(a) IP数据报通过不同类型的通信网络发送,IP数据报的大小会受到这些网络所规定的最大传输单元(MTU)的限制.