一文读懂计算机网络协议

2020-12-10 约 1249 字预计阅读 3 分钟次阅读

计算机网络体系架构

OSI架构（七层）、TCP/IP架构（4层，应用、运输、网际、网络接口）、五层体系架构

UDP(User Datagram Protocol)

用户数据报协议

UDP通过端口号把数据包分发给正确的程序

速度快，数据包容易丢失，视频

TCP(Transmission Control Protocol)

传输控制协议

数据包重传、排序机制，基于字节流

心跳包

连接阶段

三次握手

客户端-服务器（服务器可以收到请求） SYN（同步序列编号Synchronize Sequence Numbers）报文，客户端处于SYN_SEND状态，SYN=1, seq=x
服务器-客户端（客户端可以发送并收到请求） SYN=1, ACK（确认字符Acknowledge character）=x+1, seq=y
客户端-服务器（服务器可以发送请求） ACK=y+1, seq=x+1，可携带数据，客户端处于ESTABLISHED状态，服务器收到报告后也处于ESTABLISHED状态

数据传输阶段

发送端没有接收到接收端的确认数据包，触发重发机制

断开连接阶段

四次挥手

客户端-服务器 FIN=1, seq=u, 客户端处于FIN_WATI状态
服务器-客户端 ACK=1, seq=v, ack=u+1, 服务器处于CLOST_WAIT状态
服务器-客户端过一阵子，FIN=1, ACK=1, seq=w, ack=u+1, 服务器处于LAST_ACK状态
客户端-服务器 ACK=1, seq=w+1, 客户端处于TIME_WAIT状态

过一阵子，客户端、服务器变为CLOSED状态

TCP和UDP的区别

TCP面向连接，UDP无连接
交付可靠性
TCP面向字节流，UDP面向报文
TCP1对1，UDP1对1、1对多
TCP首部较大

一句话总结三次握手

在客户端和服务器之间建立正常的TCP网络连接时，客户端首先发出一个SYN消息，服务器使用SYN+ACK应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以ACK消息响应

HTTP

请求-应答模式 HTTP应用层协议（内容的规范） TCP传输层协议（传输和连接方式的规范）

特点

无状态
明文传输
队头阻塞

GET和POST

没有实质区别，报文格式不同

GET获取资源，POST提交/上传数据
GET请求长度在浏览器中有限制，POST没有

keep-alive

HTTP长连接重用一个TCP连接来发送/接收多个HTTP请求，来减少创建/关闭多个TCP连接的开销

Keep-Alive: timeout=5, max=100

表示这个TCP通道可以保持5秒，最多接收100次请求就断开

状态码

1XX：中间状态，需要后续操作
2XX：成功 200 OK 204 No Content 206 Partial Content
3XX：重定向 301永久重定向 302临时重定向 304命中缓存
4XX：请求报文有误 400 Bad Request 403 Forbidden 404 Not Found
5XX：服务器错误 500 Interneal Server Error服务器报错 502 Bad Gateway访问出错 503 Service Unavailable服务器繁忙或者停机维护

HTTPS

加密传输、身份认证

对称加密（数据的可逆变换）+非对称加密（秘钥）的混合加密机制

第三方认证防公钥被掉包（客户端无法分辨传回公钥的到底是中间人还是服务器），服务器会将自身的证书和公钥传送给客户端，证书中包含网站信息（域名等）和数字签名（公钥生成）

SSL证书需要绑定IP，不能在同一个IP上绑定多个域名

Http2

多路复用（帧-流-连接、并发发送、异步相应）
头部压缩
首部表（通用键值对只需发一次，省略重复的头信息）
服务器推送（帮助客户端存入缓存）
传输优先级
重置数据的发送

IP

32位 = 网络号 + 主机号

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