网络协议（一）

http概述

HTTP 超文本传输协议

当我们访问一个网站时，需要通过统一资源定位符（uniformresource locator，URL）来定位服务器并获取资源。

输入 URL 后获取 HTML 页面的过程

• 在浏览器输入地址
• 域名解析：通过dns服务器，使我们能获取到域名背后的ip地址。
• 浏览器向web服务器发送一个HTTP请求（打包http报文）
  例如：浏览器将张三访问百度的请求打包成http报文，然后浏览器
  将这份报文和百度服务器的ip交给tcp进程。tcp进程虽然知
  道了目的Ip地址，但是觉得不安全，不敢发出去，他觉得先
  发个ip包看看能不能收到比较好一点儿，于是有了第三步，
  TCP[三次握手
• http触发TCP进程三次握手连接
• TCP传输HTTP（TCP真正开始传输数据）
• 目标服务器接收到 HTTP 请求并处理
• 目标服务器往浏览器发回 HTTP 响应（比如：服务器回传自身网页）。
• 浏览器解析并渲染页面。
• 释放TCP连接（四次挥手）

TCP

三次握手

建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立， 在Socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，具体流程图如下：

• 第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server， Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。
• 第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位 SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求 ，Server进入SYN_RCVD状态。
• 第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK 置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则 连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与
  Server之间可以 开始传输数据了。

TCP传输数据中的几个概念

TCP 数据传输就是两个人隔空对话，差了一点距离，所以需要对方反复确认听见了自己的话。

• 张三喊了一句话(data)，李四听见了之后要向张三回复自己听见了(ack)。
• 如果张三喊了一句，半天没听到李四回复，张三就认为自己的话被大风吹走了，李四没听见，所以需要重新喊话，这就是tcp重传。
• 既然会重传，李四就有可能同一句话听见了两次，这就是去重。重传和去重工作操作系统的网络内核模块都已经帮我们处理好了，用户层是不用关心的。
• 张三可以向李四喊话，同样李四也可以向张三喊话，因为tcp链接是双工的，双方都可以主动发起数据传输。不过无论是哪方喊话，都需要收到对方的确认才能认为对方收到了自己的喊话。
• 张三可能一说连说了八句话，这时候李四可以不用一句一句回复，而是连续听了这八句话之后，一起向对方回复说前面你说的八句话我都听见了，这就是批量ack。但是张三也不能一次性说了太多话，李四的脑子短时间可能无法消化太多，两人之间需要有协商好的合适的发送和接受速率，这个就是TCP窗口大小。

四次挥手

• 第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入 FIN_WAIT_1状态。
• 第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同， 一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
• 第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK 状态。
• 第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。 另外也可能是同时发起主动关闭的情况。

TCP的优缺点

优点

可靠，稳定 ，TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。

缺点

慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击 ，TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。由于TCP存在确认机制和三次握手机制，这些是导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。

应用场景

当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。在日常生活中，常见使用TCP协议的应用比如：浏览器使用HTTP，Outlook使用POP、SMTP，QQ文件传输等。

UDP

UDP是一种面向无连接的用户数据报服务(user dataprotocol）
UDP需要：目的IP、目的端口号、源IP、源端口号

UDP的优缺点

优点

UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的。

缺点

不可靠，不稳定 ，因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。

应用场景

当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。在日常生活中，常见使用UDP协议的应用比如：QQ语音、QQ视频。TCP和UDP使用IP协议从一个网络传送数据包到另一个网络。