计算机网络（HTTP TCP/IP）

网络基础

局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）
拓扑结构：星型网络、总线型网络、环型网络、树型网络、星型环型网络等；
传输介质：双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等；
通信协议三部分组成：语义部分、语法部分、变换规则；

IP（Internet Protocol）又称互联网协议，是支持网间互联的数据报协议。
IP 地址分为A、B、C、D、E，每个类别的网络标识和主机标识各有规则。
IP 地址用于唯一地标识网络上的一个通信实体，但一个通信实体可以有多个通信程序同时提供网络服务，此时还需要使用端口。

端口 是一个16位的整数。0~65535

• 公认端口：0~1023，紧密绑定一些特定的服务。
• 注册端口：1024~49151，松散地绑定一些服务。
• 动态和/或私有端口：49152~65535

OSI（Open System Interconnect）开放系统互联参考模型

HTTP & HTTPS

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议） 协议是基于TCP的应用层协议，不关心数据传输的细节，主要是用来规定客户端和服务端的数据传输格式。

HTTPS——HTTP协议的数据传输是明文的，是不安全的，HTTPS 使用了 SSL/TLS 协议进行了加密处理。
HTTPS 协议的主要作用分为两种：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种是确认网站的真实性。

HTTP 与 HTTPS 区别

• https 协议需要到 CA 申请证书。
• HTTP 协议运行在 TCP 之上，所有传输的内容都是明文，HTTPS 运行在 SSL/TLS 之上，SSL/TLS 运行在 TCP 之上，所有传输的内容都经过加密的。
• 使用不同的连接方式，端口不一样，http 是 80，https 是 443。
• HTTPS 可以有效的防止运营商劫持，解决了防劫持的一个大问题。

TCP/IP

TCP/IP协议族里重要的一点就是分层。

IP
IP 间的通信依赖 MAC 地址。在网络上，通信的双方在同一局域网 （LAN）内的情况是很少的，通常是经过多台计算机和网络设备中转 才能连接到对方。而在进行中转时，会利用下一站中转设备的 MAC 地址来搜索下一个中转目标。这时，会采用 ARP 协议（Address Resolution Protocol）。ARP 是一种用以解析地址的协议，根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。

TCP
传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。按层次分，TCP 位于传输层，提供可靠的字节流服务。
为了准确无误地将数据送达目标处，TCP 协议采用了三次握手 （three-way handshaking）策略。握手过程中使用了 TCP 的标志（flag） —— SYN（synchronize） 和 ACK（acknowledgement）。

TCP 连接 (三次握手)

1. 客户端发送 SYN(SYN=j) 标志的数据包到服务端，并进入 SYN_SEND 状态，等待服务端确认。
2. 服务端收到 SYN 包，必须确认客户端的 SYN(ACK=j+1)，同时自己也发送一个 SYN 包(SYN=k)，即 SYN + ACK 包，此时服务器B进入 SYN_RECV 状态。
3. 客户端收到服务端的 SYN＋ACK 包，向服务端发送确认包 ACK(ACK=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手。

TCP 断开 (四次握手)

1. Client 发送 FIN 消息，seq = u (u 为当前消息序列号，因为 FIN 消息也必须消耗一次序列号), 状态：FIN-WAIT-1
2. Server 收到 FIN 消息回复 ACK 消息并带上当前消息序列号，并等待其他消息发送完毕，状态：CLOSE-WAIT。Client 收到 ACK 消息，状态：FIN-WAIT-2
3. Server 其他消息发送完毕，发送 FIN 消息并带上当前序列号 (因为不确定服务器到底还发送了多少消息，假定 w), 状态：LAST-ACK。
4. Client 收到 FIN 消息回复 ACK 消息，并进入 TIME-WAIT 状态。Server 收到 ACK 消息，状态：CLOSED

DNS

DNS（Domain Name System）服务是和 HTTP 协议一样位于应用层的协议。它提供域名到 IP 地址之间的解析服务。

URI 和 URL

URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符）
URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符）

HTTP 响应状态码

3 位数字加原因短语。3 位数字中的第一位用来指定状态的类别，共5种。

• 1xx——信息性状态码——接收的请求正在处理
• 2xx——成功状态码——请求正常处理完毕
• 3xx——重定向状态码——需要进行附加操作以完成请求
• 4xx——客户端错误状态码——服务器无法处理请求
• 5xx——服务器错误状态码——服务器处理请求出错

200：OK
204：No Content
400：Bad Request
404：Not Found

常见问题

影响一个 HTTP 网络请求的因素主要有两个：带宽和延迟。

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？
因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

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秒钟发送一次。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。

HTTP 发展历程

HTTP/2.0
2015
二进制传输
多路复用
多路复用允许同时通过单一的 HTTP/2 连接发起多重的请求-响应消息。
Header压缩
HTTP1.0 中，我们使用文本的形式传输 header，在 header 中携带 cookie 的话，每次都需要重复传输几百到几千的字节，这着实是一笔不小的开销。HTTP2.0 中，我们使用了 HPACK（HTTP2头部压缩算法）压缩格式对传输的 header 进行编码，减少了 header 的大小。并在两端维护了索引表，用于记录出现过的 header，后面在传输过程中就可以传输已经记录过的 header 的键名，对端收到数据后就可以通过键名找到对应的值。

HTTP/1.1
1997年1月公布HTTP/1.1。无状态协议，但为了实现期望的保持状态功能，于是引入了 Cookie 技术。

• 缓存处理
• 带宽优化及网络连接的使用
• 错误通知的管理
• Host头处理
• 长连接，HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟，在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。

HTTP/1.0
HTTP 正式作为标准被公布是在 1996年5月，版本命名为 HTTP/1.0。