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TCP/IP网络模型总共有五层
1.应用层:我们能接触到的就是应用层了,手机,电脑这些这些设备都属于应用层。
2.传输层:就是为应用层提供网络支持的,当设备作为接收⽅时,传输层则要负责把数据包传给应⽤,但是⼀台设备上可能会有很多应⽤在接收或者传输数据,因此需要⽤⼀个编号将应⽤区分开来,这个编号就是端⼝。所以 TCP 和 UDP 协议就是在这一层的
3.网络层:是负责传输数据的,最常使用的 ip 协议就在该层,⽹络层负责将数据从⼀个设备传输到另⼀个设备,世界上有很多设备,⽹络层需要有区分设备的编号。我们⼀般⽤ IP 地址给设备进⾏编号
4.数据链路层:每⼀台设备的⽹卡都会有⼀个 MAC 地址,它就是⽤来唯⼀标识设备的。路由器计算出了下⼀个⽬的地 IP 地址,再通过 ARP 协议找到该⽬的地的 MAC 地址,这样就知道这个 IP 地址是哪个设备的了。路由器就是通过数据链路层来知道这个 ip 地址是属于哪个设备的,它主要为⽹络层提供链路级别传输的服务。
5.物理层:当数据准备要从设备发送到⽹络的时候,需要把数据包转换成电信号,让其可以在物理介质中传输,它主要是为数据链路层提供⼆进制传输的服务。
HTTP 协议是基于 TCP 协议实现的,它是一个超文本传输协议,其实就是一个简单的请求-响应协议,它指定了客户端可能发送给服务器什么样的消息以及得到什么样的响应。
它主要是负责点对点之间通信的。
超文本就是用超链接的方法,将各种不同空间的文字信息组织在一起的网状文本。比如说html,内部定义了很多图片视频的链接,放在浏览器上就呈现出了画面。
协议就是约定俗称的东西,比如说 moon 要给读者送一本书,读者那里只接受顺丰快递,那么 moon 觉得可以,发快递的时候选择的顺丰,那么我们彼此之间共同约定好的就叫做协议。
传输这个就很好理解了,比如刚才举的例子,将书发给读者,要通过骑车或者飞机的方式,传递的这个过程就是运输。
GET 和 POST 本质上就是 TCP 链接,并无差别。
但是由于 HTTP 的规定和浏览器/服务器的限制,导致他们在应用过程中体现出一些不同。
区别 | GET | POST |
---|---|---|
数据传输方式 | 从服务器获取数据 | 向服务器提交数据 |
对数据长度的限制 | 当发送数据时,GET 方法向 URL 添加数据;URL 的长度是受限制的(URL 的最大长度是 2048 个字符) | 无限制 |
对数据类型的限制 | 只允许 ASCII 字符 | 无限制 |
安全性 | 较差,所发送的数据是 URL 的一部分,会显示在网页上 | 较好 参数不会被保存在浏览器历史或 WEB 服务器日志中 |
可见性 | 显示在 URL 上 | 不显示 |
收藏为书签 | 可以 | 不可以 |
历史记录 | 可以被保留在历史记录当中 | 不可以被保留 |
缓存 | 能被缓存 | 不可以被缓存 |
PING 主要的作用就是测试在两台主机之间能否建立连接,如果 PING 不通就无法建立连接。
它其实就是向目的主机发送多个 ICMP 回送请求报文
1xx | 信息,服务器收到请求,需要请求者继续执行操作 |
---|---|
2xx | 成功,操作被成功接收并处理 |
3xx | 重定向,需要进一步的操作以完成请求 |
4xx | 客户端错误,请求包含语法错误或无法完成请求 |
5xx | 服务器错误,服务器在处理请求的过程中发生了错误 |
1.头部压缩
2.二进制格式
3.数据流
4.IO多路复用
5.服务器推送
第一次握手:A 的 TCP 进程创建一个 传输控制块 TCB ,然后向 B 发出连接请求报文段。之后将同步位 SYN 设置为 1,同时选择一个初始序列号 seq=x,这时客户端 A 进入到 SYN-SENT(同步已发送)状态。
第二次握手:B 收到连接请求报文段,如果同意建立连接,则向 A 发送确认。在确认报文段中 同步位 SYN=1、确认位 ACK=1、确认号 ack=x+1,同时也为自己选择一个初始序列号 seq=y,这时服务器 B 进入 SYN-RCVID 状态。
第三次握手:A 收到 B 的确认以后,再向 B 发出确认。确认报文 ACK=1、确认号ack=y+1。这时A进入到 ESTAB-LISHED 状态。当B接收到A的确认后,也进入 ESTAB-LISHED 状态。连接建立完成
第一次挥手:A 先发送连接释放报文段,段首部的终止控制位 FIN=1,序号seq=u(等于A前面发送数据的最后一个序号加1);然后 A 进入 FIN-WAIT-1(终止等待1)状态,等待 B 的确认。
第二次挥手:B 收到 A 的连接释放报文段后,立刻发出确认报文段,确认号 ack=u+1,序号 seq=v(等于 B 前面发送数据的最后一个序号加1);然后 B 进入 CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。
第三次挥手:A 收到 B 的确认报文段后进入到 FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,继续等待 B 发出连接释放报文段;
第四次挥手:A收到B的连接释放报文段并发出确认,确认段中 确认位 ACK=1,确认号 ack=w+1,序号 seq=u+1;然后 A 进入到TIME-WAIT(时间等待)状态。当 B 再接收到该确认段后,B 就进入 CLOSED 状态。
首先 2MSL 的时间是从客户端(A)接收到 FIN 后发送 ACK 开始计时的。如果在 TIME-WAIT 时间内,因为客户端(A)的 ACK 没有传输到服务端(B),客户端(A)又接收到了服务端(B)重发的 FIN 报文,那么 2MSL 时间会被重置。等待 2MSL 原因如下
包括 ACK 是以上哪两种情况,A 都需要等待,要取这两种情况等待时间的最大值,以应对最坏的情况发生,这个最坏情况是:去向ACK消息最大存活时间(MSL) + 来向FIN消息的最大存活时间(MSL)。这刚好是2MSL,这个时间,足以使得原来连接的数据包在网络中消失。
因为 tcp 可以在发送数据的同时也能接受数据,要实现可靠的连接关闭,A 发出结束报文 FIN,收到 B 确认后 A 知道自己没有数据需要发送了,B 知道 A 不再发送数据了,自己也不会接收数据了,但是此时 A 还是可以接收数据,B 也可以发送数据;当 B 发出 FIN 报文的时候此时两边才会真正的断开连接,读写分开。
TCP 是每发送⼀个数据,都要进⾏⼀次确认应答。只有上一个收到了回应才发送下一个,这样效率会非常低,因此引进了滑动窗口的概念.
其实就是在发送方设立一个缓存区间,将已发送但未收到确认的消息缓存起来,假如一个窗口可以发送 5 个 TCP 段,那么发送方就可以连续发送 5 个 TCP 段,然后就会将这 5 个 TCP 段的数据缓存起来,这 5 个 TCP 段是有序的,只要后面的消息收到了 ACK ,那么不管前面的是否有收到 ACK,都代表成功,窗⼝⼤⼩是由接收方决定的。
窗⼝⼤⼩就是指不需要等待应答,还可以发送数据的大小。
如果接收方处理不过来,发送方就会触发重试机制再次发送数据,然而这个是有性能损耗的,为了解决这个问题,TCP 就提出了流量控制,为的就是让发送方知道接受方的处理能力。
也就是说,每次接收方接受到数据后会将剩余可处理数据的大小告诉发送方。
比如接受方滑动窗口可用大小为400字节,发送方发送过来100字节的数据,那么接收方剩余可用滑动窗口大小就为300字节,这是发送方就知道下次返送数据的大小范围了。
但是这里有一个问题,数据会存放在缓冲区,但是这个缓冲区是操作系统控制的,当系统繁忙的时候,会缩减缓冲区减小,可能就会造成丢包的问题。
如:
发送方接收方窗口大小各为200字节,发送方发送100字节的给接收方,此时双方各剩100字节,但是此时操作系统非常忙,将接收方的缓存区减少了50字节,这时接收方就会告诉发送方,我还有50字节可用,但是在接收方发送到达之前,发送方是不知道的,只会看到自己还有100字节可用,那么就继续发送数据,如果发送了80字节数据,那么接收方缓存区大小为50字节,就会丢失30字节的数据,也就是会发生丢包现象。
我们会发现,这个问题发生的原因就是减少了缓存,又收缩了窗口大小,所以 TCP 是不允许同时减少缓存⼜收缩窗⼝的。
服务端收到客户端发出的 SYN 请求后,会把这个连接信息存储到半链接队列(SYN 队列)。
服务端收到第三次握⼿的 ACK 后,内核会把连接从半连接队列移除,然后创建新的完全的连接,并将其添加到全连接队列(accept 队列),等待进程调⽤ accept 函数时把连接取出来。
这两个队列都是有大小限制的,当超过容量后就会将链接丢弃,或者返回 RST 包。
TCP 发送数据时会根据 TCP 缓冲区的实际情况进行包的划分,一个完整的包可能会被 TCP 拆分成多个包进行发送,也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送,这就是 TCP 粘包和拆包问题。
发生 TCP 粘包的原因:
发生 TCP 拆包的原因:
解决方案:
1.发送端给每个数据包添加包首部,首部中包含数据包的长度,这样接收端在接收到数据后,通过该字段就可以知道每个数据包的实际长度了。
2.发送端将每个数据包设置固定长度,这样接收端每次从读取固定长度的数据把每个数据包拆分开。
3.可以在数据包之间设置边界,如添加特殊符号,接收端可以通过这个特殊符号来拆分包。
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