计算机网络基础知识点快速复习手册

前言

本文快速回顾了计算机网络书本中常考的的知识点，用作面试复习，事半功倍。

主要内容有：计算机网络体系结构，TCP与UDP，UDP/TCP实现DEMO代码

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-----正文开始-----

基础

计算机网络体系结构

1. 五层协议

• 应用层 ：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等。数据单位为报文。

• 运输层 ：提供的是进程间的通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的运输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议：

  • 传输控制协议TCP，提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；TCP 主要提供完整性服务.
  • 用户数据报协议UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。UDP 主要提供及时性服务。

• 网络层：为主机间提供数据传输服务，而运输层协议是为主机中的进程提供服务。网络层把运输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。

• 数据链路层：网络层针对的还是主机之间的数据传输服务，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为同一链路的节点提供服务。数据链路层把网络层传来的分组封装成帧。

• 物理层 ：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。

数据报->分组->帧->比特流

2. 七层协议

其中表示层和会话层用途如下：

• 表示层 ：数据压缩、加密以及数据描述。这使得应用程序不必担心在各台主机中表示/存储的内部格式不同的问题。

• 会话层 ：建立及管理会话。

五层协议没有表示层和会话层，而是将这些功能留给应用程序开发者处理。

3. 数据在各层之间的传递过程

在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。

路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要运输层和应用层。

4. TCP/IP

它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。

现在的 TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念,应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层

TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中占用举足轻重的地位。

物理层/数据链路层/网络层

知识点偏通信理论的多一些，可以放在后面复习

传输层

TCP与UDP的特点

用户数据报协议 UDP（User Datagram Protocol）：无连接的，尽最大可能交付，没有拥塞控制，面向报文

对于应用程序传下来的报文不合并也不拆分，只是添加 UDP 首部，支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）是有连接的，提供可靠交付，有流量控制，拥塞控制，面向字节流

把应用层传下来的报文看成字节流，把字节流组织成大小不等的数据块，每一条 TCP连接只能是点对点的（一对一）。

总结（TCP和UDP的区别）：

1）TCP提供面向连接的传输；UDP提供无连接的传输

2）TCP提供可靠的传输（有序，无差错，不丢失，不重复）；UDP提供不可靠的传输。

3）TCP面向字节流的传输，因此它能将信息分割成组，并在接收端将其重组；UDP是面向数据报的传输，没有分组开销。

4）TCP提供拥塞控制和流量控制机制；UDP不提供拥塞控制和流量控制机制。

5）TCP只能是点对点的（一对一）。UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

首部格式

UDP

首部字段只有 8 个字节，包括源端口、目的端口、长度、检验和。12 字节的伪首部是为了计算检验和临时添加的。

TCP

• 序号 ：用于对字节流进行编号，例如序号为 301，表示第一个字节的编号为 301，如果携带的数据长度为 100 字节，那么下一个报文段的序号应为 401。
• 确认号 ：期望收到的下一个报文段的序号。例如 B 正确收到 A 发送来的一个报文段，序号为 501，携带的数据长度为 200 字节，因此 B 期望下一个报文段的序号为 701，B 发送给 A 的确认报文段中确认号就为 701。
• 数据偏移 ：指的是数据部分距离报文段起始处的偏移量，实际上指的是首部的长度。
• 确认 ACK ：当 ACK=1 时确认号字段有效，否则无效。TCP 规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把 ACK 置 1。
• 同步 SYN ：在连接建立时用来同步序号。当 SYN=1，ACK=0 时表示这是一个连接请求报文段。若对方同意建立连接，则响应报文中 SYN=1，ACK=1。
• 终止 FIN ：用来释放一个连接，当 FIN=1 时，表示此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放连接。
• 窗口 ：窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。

TCP拆包粘包

如果客户端连续不断的向服务端发送数据包时，服务端接收的数据会出现两个数据包粘在一起的情况。

分包机制一般有两个通用的解决方法：

1,特殊字符控制

2,在包头首都添加数据包的长度

如果使用netty的话，就有专门的编码器和解码器解决拆包和粘包问题了。

tips:

UDP没有粘包问题，但是有丢包和乱序。不完整的包是不会有的，收到的都是完全正确的包。传送的数据单位协议是UDP报文或用户数据报，发送的时候既不合并，也不拆分。

三次握手四次挥手：

https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891

三次握手

（1）第一步：源主机A的TCP向主机B发出连接请求报文段，其首部中的SYN(同步)标志位应置为1，表示想与目标主机B进行通信，**并发送一个同步序列号X(例：SEQ=100)进行同步，表明在后面传送数据时的第一个数据字节的序号是X＋1（即101）**。SYN同步报文会指明客户端使用的端口以及TCP连接的初始序号。

（2）第二步：目标主机B的TCP收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。在确认报中应将ACK位和SYN位置1，表示客户端的请求被接受。确认号应为X＋1(图中为101)，同时也为自己选择一个序号Y。

（3）第三步：源主机A的TCP收到目标主机B的确认后要向目标主机B给出确认，其ACK置1，确认号为Y＋1，而自己的序号为X＋1。**TCP的标准规定，SYN置1的报文段要消耗掉一个序号。**
　　

运行客户进程的源主机A的TCP通知上层应用进程，连接已经建立。当源主机A向目标主机B发送第一个数据报文段时，**其序号仍为X＋1，因为前一个确认报文段并不消耗序号。**
　　

当运行服务进程的目标主机B的TCP收到源主机A的确认后，也通知其上层应用进程，连接已经建立。至此建立了一个全双工的连接。

三次握手的原因

如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的报文传送过来了，服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文，但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认，就知道客户端并没有请求连接。

如果使用的是两次握手建立连接，假设有这样一种场景，客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失，只是因为在网络结点中滞留的时间太长了，由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文，以为服务器没有收到，此时重新向服务器发送这条报文，此后客户端和服务器经过两次握手完成连接，传输数据，然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接，网络通畅了到达了服务器，这个报文本该是失效的，但是，两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接，这将导致不必要的错误和资源的浪费。

四次挥手

1. 客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。

2. 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。

3. 客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。

4. 服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

5. 客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。

6. 服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

等待 2MSL（最长报文段寿命） 的原因

书中解释:

TCP采用四次挥手关闭连接如图所示为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？

建立连接的时候， 服务器在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。

而关闭连接时，服务器收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送，从而导致多了一次。

如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。

Time-wait状态好处和坏处

好处

上方所述两点

坏处

高并发下，端口都处在timewait很快就用完端口。

解决方法：

• （阿里手册）调小 TCP 协议的 time_ wait 超时时间。net . ipv 4. tcp _ fin _ timeout = 30
• tcp_tw_reuse
  这个参数作用是当新的连接进来的时候，可以复用处于TIME_WAIT的socket。默认值是0。
• tcp_tw_recycle和tcp_timestamps
  默认TIME_WAIT的超时时间是2倍的MSL，但是MSL一般会设置的非常长。如果tcp_timestamps是关闭的，开启tcp_tw_recycle是没用的。但是一般情况下tcp_timestamps是默认开启的，所以直接开启就有用了。

http://blog.chinaunix.net/xmlrpc.php?r=blog/article&uid=28541347&id=5748888

• 对于客户端

  作为客户端因为有端口65535问题，TIME_OUT过多直接影响处理能力，打开tw_reuse 即可解决，不建议同时打开tw_recycle，帮助不大。

• 对于服务端

  1. 打开tw_reuse无效

  2. 线上环境 tw_recycle 最好不要打开

     服务器处于NAT 负载后，或者客户端处于NAT后（这是一定的事情，基本公司家庭网络都走NAT）；公网服务打开就可能造成部分连接失败，内网的话到时可以视情况打开；像我所在公司对外服务都放在负载后面，负载会把timestamp 选项都给关闭，所以就算打开也不起作用。

  3. 服务器TIME_WAIT 高怎么办

     不像客户端有端口限制，处理大量TIME_WAIT Linux已经优化很好了，每个处于TIME_WAIT 状态下连接内存消耗很少，而且也能通过tcp_max_tw_buckets = 262144 配置最大上限，现代机器一般也不缺这点内存。

  4. 高并发服务器建议调小 TCP 协议的 time_wait 超时时间。240s调整至30s（阿里Java规约）

什么情况下会出现RST包

看这篇就够了：https://blog.csdn.net/eric0318/article/details/51113018

TCP 滑动窗口

窗口是缓存的一部分，用来暂时存放字节流。

发送方和接收方各有一个窗口，接收方通过 TCP 报文段中的窗口字段告诉发送方自己的窗口大小，发送方根据这个值和其它信息设置自己的窗口大小。

发送窗口内的字节都允许被发送，接收窗口内的字节都允许被接收。

• 如果发送窗口左部的字节已经发送并且收到了确认，那么就将发送窗口向右滑动一定距离，直到左部第一个字节不是已发送并且已确认的状态；

• 接收窗口的滑动类似，接收窗口左部字节已经发送确认并交付主机，就向右滑动接收窗口。

接收窗口只会对窗口内最后一个按序到达的字节进行确认，例如接收窗口已经收到的字节为 {31, 34, 35}，其中 {31} 按序到达，而 {32, 33} 就不是，因此只对字节 31 进行确认。发送方得到一个字节的确认之后，就知道这个字节之前的所有字节都已经被接收。

TCP 可靠传输（超时重传）

TCP 使用超时重传来实现可靠传输：如果一个已经发送的报文段在超时时间内没有收到确认，那么就重传这个报文段。

一个报文段从发送再到接收到确认所经过的时间称为往返时间 RTT，加权平均往返时间 RTTs 计算如下：

超时时间 RTO 应该略大于 RTTs，TCP 使用的超时时间计算如下：

其中 RTT_d 为偏差。

TCP 流量控制

流量控制是为了控制发送方发送速率，保证接收方来得及接收。

接收方发送的确认报文中的窗口字段可以用来控制发送方窗口大小，从而影响发送方的发送速率。将窗口字段设置为 0，则发送方不能发送数据。

TCP 拥塞控制

• 拥塞控制主要包含以下2个内容：

  （1）慢开始，拥塞避免

  （2）快重传，快恢复

发送方需要维护一个叫做拥塞窗口（cwnd）的状态变量，注意拥塞窗口与发送方窗口的区别：拥塞窗口只是一个状态变量，实际决定发送方能发送多少数据的是发送方窗口。

为了便于讨论，做如下假设：

• 接收方有足够大的接收缓存，因此不会发生流量控制；
• 虽然 TCP 的窗口基于字节，但是这里设窗口的大小单位为报文段。

1. 慢开始与拥塞避免

发送的最初执行慢开始，令 cwnd=1，发送方只能发送 1 个报文段；当收到确认后，将 cwnd 加倍，因此之后发送方能够发送的报文段数量为：2、4、8 …

注意到慢开始每个轮次都将 cwnd 加倍，这样会让 cwnd 增长速度非常快，从而使得发送方发送的速度增长速度过快，网络拥塞的可能也就更高。设置一个慢开始门限 ssthresh，当 cwnd >= ssthresh 时，进入拥塞避免，每个轮次只将 cwnd 加 1。

如果出现了超时，则令 ssthresh = cwnd/2，然后重新执行慢开始。

2. 快重传与快恢复

在接收方，要求每次接收到报文段都应该发送对已收到有序报文段的确认，例如已经接收到 M₁ 和 M₂，此时收到 M₄，应当发送对 M₂ 的确认。

快重传

在发送方，如果收到三个重复确认，那么可以确认下一个报文段丢失，例如收到三个 M₂ ，则 M₃ 丢失。此时执行快重传，立即重传下一个报文段。

快恢复

在快重传情况下，只是丢失个别报文段，而不是网络拥塞，因此执行快恢复，令 ssthresh = cwnd/2 ，cwnd = ssthresh，注意到此时直接进入拥塞避免。

慢开始和快恢复的快慢指的是 cwnd 的设定值，而不是 cwnd 的增长速率。慢开始 cwnd 设定为 1，而快恢复 cwnd 设定为 ssthresh。

UDP/TCP代码DEMO

经典：https://blog.csdn.net/column/details/socket.html

TCP：https://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14105457

UDP：https://blog.csdn.net/ns_code/article/details/14128987

TCP

TCP连接的建立步骤

客户端向服务器端发送连接请求后，就被动地等待服务器的响应。典型的TCP客户端要经过下面三步操作：

• 1、创建一个Socket实例：构造函数向指定的远程主机和端口建立一个TCP连接；
• 2.通过套接字的I/O流与服务端通信；
• 3、使用Socket类的close方法关闭连接。

服务端的工作是建立一个通信终端，并被动地等待客户端的连接。典型的TCP服务端执行如下两步操作：

• 1、创建一个ServerSocket实例并指定本地端口，用来监听客户端在该端口发送的TCP连接请求；
• 2、重复执行：
  • 1）调用ServerSocket的accept（）方法以获取客户端连接，并通过其返回值创建一个Socket实例；
  • 2）为返回的Socket实例开启新的线程，并使用返回的Socket实例的I/O流与客户端通信；
  • 3）通信完成后，使用Socket类的close（）方法关闭该客户端的套接字连接。

Demo

ServerDemo.java

/**
 * sinture.com Inc.
 * Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
 */
package test.socketDemo.TCP;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * @author yzd
 * @version Id: ServerDemo.java, v 0.1 2018年07月10日 12:36 yzd Exp $
 */
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 服务端在20006端口监听客户端请求的TCP连接
        ServerSocket server = new ServerSocket(20000);
        Socket client = null;
        boolean f = true;
        while(f){
            // 等待客户端的连接，如果没有获取连接
            client = server.accept();
            System.out.println("与客户端连接成功！");
            // 为每个客户端连接开启一个线程
            new Thread(new ServerThread(client)).start();

        }
    }
}

ServerThread.java

/**
 * sinture.com Inc.
 * Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
 */
package test.socketDemo.TCP;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;

/**
 * @author yzd
 * @version Id: ServerThread.java, v 0.1 2018年07月10日 13:41 yzd Exp $
 */
public class ServerThread implements Runnable {

    private Socket client = null;
    public ServerThread(Socket client){
        this.client = client;
    }

    @Override
    public void run() {
        try{
            //获取Socket的输出流，用来向客户端发送数据
            PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());
            //获取Socket的输入流，用来接收从客户端发送过来的数据
            BufferedReader buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
            boolean flag = true;
            while (flag){
                //接收从客户端发送过来的数据
                String str = buf.readLine();
                if(str == null || "".equals(str)){
                    flag = false;
                }else {
                    if("bye".equals(str)){
                        flag = false;
                    }else{
                        //将接收到的字符串前面加上echo，发送到对应的客户端
                        out.println("echo:" + str);
                    }
                }
            }
            out.close();
            client.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

ClientDemo.java

/**
 * sinture.com Inc.
 * Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
 */
package test.socketDemo.TCP;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;

/**
 * @author yzd
 * @version Id: ClientDemo.java, v 0.1 2018年07月10日 14:05 yzd Exp $
 */
public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //客户端请求与本机在20006端口建立TCP连接
        Socket client = new Socket("127.0.0.1", 20000);
        client.setSoTimeout(10000);
        //获取键盘输入
        BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        //获取Socket的输出流，用来发送数据到服务端
        PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());
        //获取Socket的输入流，用来接收从服务端发送过来的数据
        BufferedReader buf =  new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
        boolean flag = true;
        while(flag){
            System.out.print("输入信息：");
            String str = input.readLine();
            //发送数据到服务端
            out.println(str);
            if("bye".equals(str)){
                flag = false;
            }else{
                try{
                    //从服务器端接收数据有个时间限制（系统自设，也可以自己设置），超过了这个时间，便会抛出该异常
                    String echo = buf.readLine();
                    System.out.println(echo);
                }catch(SocketTimeoutException e){
                    System.out.println("Time out, No response");
                }
            }
        }
        input.close();
        if(client != null){
            //如果构造函数建立起了连接，则关闭套接字，如果没有建立起连接，自然不用关闭
            client.close();	//只关闭socket，其关联的输入输出流也会被关闭
        }

    }
}

UDP

UDP的通信建立的步骤

客户端要经过下面三步操作：

• 1、创建一个DatagramSocket实例，可以有选择地对本地地址和端口号进行设置，如果设置了端口号，则客户端会在该端口号上监听从服务器端发送来的数据；

• 2、使用DatagramSocket实例的send（）和receive（）方法来发送和接收DatagramPacket实例，进行通信；

• 3、通信完成后，调用DatagramSocket实例的close（）方法来关闭该套接字。

UDP服务端要经过下面三步操作：

• 1、创建一个DatagramSocket实例，指定本地端口号，并可以有选择地指定本地地址，此时，服务器已经准备好从任何客户端接收数据报文；

• 2、使用DatagramSocket实例的receive（）方法接收一个DatagramPacket实例，当receive（）方法返回时，数据报文就包含了客户端的地址，这样就知道了回复信息应该发送到什么地方；

• 3、使用DatagramSocket实例的send（）方法向服务器端返回DatagramPacket实例。

Demo

这里有一点需要注意：

UDP程序在receive()方法处阻塞，直到收到一个数据报文或等待超时。由于UDP协议是不可靠协议，如果数据报在传输过程中发生丢失，那么程序将会一直阻塞在receive()方法处，这样客户端将永远都接收不到服务器端发送回来的数据，但是又没有任何提示。为了避免这个问题，我们在客户端使用DatagramSocket类的setSoTimeout()方法来制定receive()方法的最长阻塞时间，并指定重发数据报的次数，如果每次阻塞都超时，并且重发次数达到了设置的上限，则关闭客户端。

ClientDemo.java

/**
 * sinture.com Inc.
 * Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
 */
package test.socketDemo.UDP;

import java.io.IOException;
import java.io.InterruptedIOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * @author yzd
 * @version Id: ClientDemo.java, v 0.1 2018年07月10日 14:46 yzd Exp $
 */
public class ClientDemo {
    public static final int TIMEOUT = 5000;
    public static final int MAXNUM = 5;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String str_send = "Hello UDPServer";
        byte[] buf = new byte[1024];
        //客户端在9000端口监听接收到的数据
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9000);
        InetAddress loc = InetAddress.getLocalHost();
        //定义用来发送数据的DatagramPacket实例
        DatagramPacket dp_send= new DatagramPacket(str_send.getBytes(),str_send.length(),loc,3000);
        //定义用来接收数据的DatagramPacket实例
        DatagramPacket dp_receive = new DatagramPacket(buf, 1024);
        //数据发向本地3000端口
        ds.setSoTimeout(TIMEOUT);               //设置接收数据时阻塞的最长时间
        int tries = 0;                         //重发数据的次数
        boolean receivedResponse = false;     //是否接收到数据的标志位
        //直到接收到数据，或者重发次数达到预定值，则退出循环
        while(!receivedResponse && tries

ServerDemo.java

/**
 * sinture.com Inc.
 * Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
 */
package test.socketDemo.UDP;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

/**
 * @author yzd
 * @version Id: ServerDemo.java, v 0.1 2018年07月10日 15:12 yzd Exp $
 */
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String str_send = "Hello UDPclient";
        byte[] buf = new byte[1024];
        //服务端在3000端口监听接收到的数据
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(3000);
        //接收从客户端发送过来的数据
        DatagramPacket dp_receive = new DatagramPacket(buf, 1024);
        System.out.println("Server is on，Waiting for client to send data......");
        boolean f = true;
        while(f){
            //服务器端接收来自客户端的数据
            ds.receive(dp_receive);
            System.out.println("Server received data from client：");
            String str_receive = new String(dp_receive.getData(),0,dp_receive.getLength()) +
                    " from " + dp_receive.getAddress().getHostAddress() + ":" + dp_receive.getPort();
            System.out.println(str_receive);
            //数据发动到客户端的3000端口
            DatagramPacket dp_send= new DatagramPacket(str_send.getBytes(),str_send.length(),dp_receive.getAddress(),9000);
            ds.send(dp_send);
            System.out.println("Server send message succeed.");
            //由于dp_receive在接收了数据之后，其内部消息长度值会变为实际接收的消息的字节数，
            //所以这里要将dp_receive的内部消息长度重新置为1024
            dp_receive.setLength(1024);
        }
        ds.close();
    }
}

应用层

浏览器从输入URL地址到最终显示内容的过程

DNS查找对应ip过程

首先查找浏览器自身的DNS缓存，如果有这个域名映射且没过期（TTL）则直接向该IP发送HTTP请求，否则下一步

查找本地操作系统hosts缓存，如果有且没过期，拿出来使用完成DNS解析，否则下一步

查找本地DNS域名服务器，

如果不可以由该服务器解析，则把请求发至根域名服务器，解析该域名是由谁来授权管理，返回顶级域名服务器的IP地址

本地DNS服务器联系顶级域名服务器。

顶级域名服务器如果无法解析，则找下一级DNS服务器，并把IP发给本地DNS服务器。

以此类推，在DNS域名解析的过程中，使用UDP协议进行不可靠传输，不需要三次握手，传输需要的内容较少，使用UDP更快。

在网页开发过程中尽量减少对DNS域名的解析，天猫，淘宝等使用进行dns延迟缓存

https://www.cnblogs.com/sjm19910902/p/6423181.html

HTTP请求过程

1. 建立TCP连接

2. 发送请求

   一旦建立了TCP连接，Web浏览器就会向Web服务器发送请求命令。例如：GET/sample/hello.jsp HTTP/1.1。

3. 发送请求头信息

   浏览器发送其请求命令之后，还要以头信息的形式向Web服务器发送一些别的信息，之后浏览器发送了一空白行来通知服务器，它已经结束了该头信息的发送。

4. 服务器应答

   客户机向服务器发出请求后，服务器会客户机回送应答， HTTP/1.1 200 OK ，应答的第一部分是协议的版本号和应答状态码。

5. 服务器发送应答头信息

   正如客户端会随同请求发送关于自身的信息一样，服务器也会随同应答向用户发送关于它自己的数据及被请求的文档。

6. 服务器向浏览器发送数据

   Web服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据。

*7. Web服务器关闭TCP连接

一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码：Connection:keep-alive TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。

如果是第一次访问请求该网址

浏览器发送HTTP请求，请求头包括：

• 请求方法（Request Method）
• 协议版本
• 客户端信息（User-Agent）
• connect
• 请求内容等
• host

如果顺利访问：客户端返回200状态码

返回信息包括：

• 返回内容
• expires设置缓存过期时间
• contentType返回内容类型
• contentLength
• status
• Etage该缓存的版本号
• contentEncoding
• Date
• cache-control
• set-cookie设置本域名下浏览器的cookie
• lastModified

如果是第二次

浏览器则发出http请求时

• 带上cookie发送
• if-Modified-since（匹配前一次请求时返回的last-modified）
• if-None-match(匹配前一次请求时返回的Etag)
• 如果资源没有被修改则返回304状态码。

但是如果前一次请求浏览器设置expires，则浏览器首先会检查缓存中的资源，如果在设置的expires时间之内则不会再次发送请求。

lastModified代表服务器最后修改时间，精确到秒。expires资源过期时间，精确到秒。Etag则代表资源的版本号，每次修改资源Etag就会变。不同资源的Etag不同。

如果正确访问

浏览器根据返回content-type，解析服务器返回的数据

• 浏览器解析html文件时，每次遇到frame、img、link、javascript都会重新发送一个http请求

• javascript下载完后就会立即执行阻塞浏览器的渲染以及绘制。

• 所以一般js链接放在最后，但是很多浏览器都会优先下载js文件和css文件，所以如果js没有对dom操作，尽量defer延迟加载js文件。

• css在文档头，防止因为css样式改变导致浏览器多次重绘或者回流，是页面闪动卡顿。

js和css尽量使用外链形式，减少DOM结构的长度和复杂度，减少浏览器解析html文件的时间。

dom节点尽量别深度嵌套，css少使用多层选择器。

页面减少http请求的个数，多个图片使用图片dataURI编码或则图片精灵进行合并、css文件压缩合并、js文件压缩合并。配置localhost之后就不会走dns了

-----正文结束-----

本文参考

https://github.com/CyC2018/CS-Notes/

https://github.com/linw7/Skill-Tree/blob/master/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%BB%9C.md

https://www.jianshu.com/p/674fb7ec1e2c

有删减，修改，补充额外增加内容

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