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# 网络基础

# 五层因特网协议栈

从客户端发出http请求到服务器接收，中间会经过一系列的流程：从应用层的发送http请求，到传输层通过三次握手建立tcp/ip连接，再到网络层的ip寻址，再到数据链路层的封装成帧，最后到物理层的利用物理介质传输。服务端的接收就是反过来的步骤。

  1. 应用层(dns,http)：DNS解析成IP并发送http请求；
  2. 传输层(tcp,udp)：建立tcp连接（三次握手）；
  3. 网络层(IP,ARP)：IP寻址；
  4. 数据链路层(PPP)：封装成帧；
  5. 物理层(利用物理介质传输比特流)：物理传输（然后传输的时候通过双绞线，电磁波等各种介质）。

其实也有一个完整的OSI七层框架，与之相比，多了会话层、表示层。 OSI七层框架：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

# DNS查询流程

如果浏览器url输入的是域名，需要进行dns解析成IP，大致流程：

  1. 浏览器有缓存，直接使用浏览器缓存；否则使用本机缓存；再没有的话就是用host；
  2. 如果本机没有，就向本地dns域名服务器查询（递归），本地dns域名服务器再（迭代）从根域到二级到主机域名一层层查询到对应的IP，最后（递归）返回给本机。

注意：dns解析是很耗时的，因此如果解析域名过多，会让首屏加载变得过慢，可以考虑dns-prefetch优化。

域名组成

域名分为三部分： 主机名 + 公司名 + com（cn 等等），当然还有更复杂的，但是一般第一个 www 就是主机名，所以 news.sina.com、sport.sina.com 中的 news、sport 都属于主机名。

顶级域名有国家顶级域名（cn、jp、us），国际顶级域名（com、gov、org、net）

.com 顶级域名
baidu.com 一级域名
www.baidu.com 二级域名
bbs.baidu.com 二级域名
tieba.baidu.com 二级域名

# tcp/ip

# TCP、UDP的工作原理

  • http的本质就是tcp/ip请求，tcp将http长报文划分为短报文，通过三次握手与服务端建立连接，进行可靠传输。
  • tcp与udp都属于传输层协议，用来确认传输是否可靠：
    • tcp是传输控制协议，是可靠传输，保证传输的数据一定不丢；
    • udp是用户数据报协议，更快但不可靠，可能会丢失数据。

# TCP和UDP的区别

  • TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）；UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
  • TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达；UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。
  • TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道。
  • TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流；UDP是面向报文的。UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）。
    • TCP首部开销20字节；UDP的首部开销小，只有8个字节。
    • 每一条TCP连接只能是点到点的；UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
  • 基于TCP协议的应用层协议：http、ftp、telnet、smtp；
  • 基于UDP协议的应用层协议：dns、rip、tftp；

# TCP如何保证可靠性

  1. 在传递数据之前，会有三次握手来建立连接。
  2. 将数据截断为合理的长度；
  3. 发送端在没有收到响应时，会超时重发；
  4. 对于收到的请求，给出确认响应；
  5. 校验出包有错，丢弃报文段，不给出响应，发送端会超时重发数据；
  6. 对失序数据进行重新排序，然后才交给应用层；
  7. 对于重复数据，能够丢弃重复数据；
  8. TCP 提供流量控制，使用可变大小的滑动窗口协议，防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出；
    • TCP的流量控制（滑动窗口协议，可变大小），主要就是遵循滑动窗口协议，返回的ACK中会包含自己的接收窗口的大小（ack+wind），并且利用大小来控制发送方的数据发送。
  9. TCP 还能提供拥塞控制。当网络拥塞时，减少数据的发送。
    • TCP的拥塞控制（应对”网络风暴“），为了在发送端调节所要发送的数据量，定义了一个“拥塞窗口”，并通过4个算法做调解（1.慢启动、2.拥塞避免、3.快重传、4.快恢复）
    • 什么是网络风暴呢？TCP通过定时器采样了往返时延，从而计算重传超时时间。但如果网络时延突然增加，造成丢包，TCP为了保证可靠传输会重传数据，进而造成更严重的拥塞，更多时延和丢包的恶性循环，这就是“网络风暴”

# 三次握手与四次挥手

（抽象三次握手，序列号是SYN，确认码是ACK）：

  • 1）客户端：hello，你是server么？（客户端发送序列号X；服务端接收序列号X）；
  • 2）服务端：hello，我是server，你是client么（服务端发送序列号Y，确认码X+1；客户端接收序列号Y，确认码X+1）；
  • 3）客户端：yes，我是client（客户端发送确认码Y+1，服务端接收确认码Y+1）。 建立连接成功后，接下来就正式传输数据.

为什么三次握手

三次握手的最主要目的是保证连接是双工的，可靠更多的是通过重传机制来保证的。

然后，待到断开连接时，需要进行四次挥手（因为是全双工的，所以需要四次挥手，抽象四次挥手）：

  • 1）主动方：我已经关闭了向你那边的主动通道了，只能被动接收了；
  • 2）被动方：收到通道关闭的信息；
  • 3）被动方：那我也告诉你，我这边向你的主动通道也关闭了；
  • 4）主动方：最后收到数据，之后双方无法通信；

# tcp/ip的并发限制

浏览器对同一域名下并发的tcp连接是有限制的（2-6个不等），而且在http1.0中往往一个资源下载就需要对应一个tcp/ip请求，所以针对这个瓶颈，又出现了很多的资源优化方案，但随着http2.0发展，这些都没什么用了。

# get和post的区别

get和post虽然本质都是tcp/ip，但两者除了在http层面外，在tcp/ip层面也有区别:

  • get会产生一个tcp数据包，post两个：
    • get请求时，浏览器会把headers和data一起发送出去，服务器响应200（返回数据）；
    • post请求时，浏览器先发送headers，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200（返回数据）。
  • 这里的区别是specification（规范）层面，而不是implementation（对规范的实现）。
Last Updated: 9/14/2020, 5:59:29 PM

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