TCP/IP四层网络模型⭐

第一层 网络接口层

网络接口层包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协议。

协议：ARP,RARP
第二层 网间层

网间层对应于OSI七层参考模型的网络层。负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信息。

协议：本层包含IP协议、RIP协议(Routing Information Protocol，路由信息协议)，ICMP协议。
第三层 传输层

传输层对应于OSI七层参考模型的传输层，它提供两种端到端的通信服务。

其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务，UDP协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数据报服务。
第四层 应用层

应用层对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。

因特网的应用层协议包括Finger、Whois、FTP(文件传输协议)、Gopher、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会话)、NNTP（网络新闻传输协议）等。

OSI七层网络模型⭐

第一层 物理层

作用：负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输。它由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。所有比物理层高的层都通过事先定义好的接口而与它通话。

协议：如最常用的RS-232规范、10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。
第二层 数据链路层

作用：数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。

协议：ATM，FDDI等。
第三层 网络层

作用：这层对端到端的包传输进行定义，他定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。

协议：IP,IPX等
第四层 传输层

作用：传输层向高层提供可靠的端到端的网络数据流服务。传输层的功能一般包括流控、多路传输、虚电路管理及差错校验和恢复。流控管理设备之间的数据传输，确保传输设备不发送比接收设备处理能力大的数据；多路传输使得多个应用程序的数据可以传输到一个物理链路上；虚电路由传输层建立、维护和终止；差错校验包括为检测传输错误而建立的各种不同结构；而差错恢复包括所采取的行动（如请求数据重发），以便解决发生的任何错误。

协议：TCP，UDP，SPX。
第五层 会话层

作用：会话层建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话。通信会话包括发生在不同网络应用层之间的服务请求和服务应答，这些请求与应答通过会话层的协议实现。它还包括创建检查点，使通信发生中断的时候可以返回到以前的一个状态。

协议：RPC，SQL等
第六层 表示层

作用：这一层的主要功能是定义数据格式及加密。

协议：FTP,加密
第七层 应用层

作用：应用层是最接近终端用户的OSI层，这就意味着OSI应用层与用户之间是通过应用软件直接相互作用的。应用层的功能一般包括标识通信伙伴、定义资源的可用性和同步通信。
协议：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

简述 TCP 和 UDP 的区别⭐

  • TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
  • TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。
  • UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
  • 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
  • TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

TCP 特点⭐

  • 基于链接，点对点传输，在传输数据前要先建立好连接，再进行传输。
  • 一旦建立连接就可以是双向通信
  • 传输是基于字节流而不是报文，将数据根据大小进行变好，接收端通过 ack 大小进行编号，从而保证接收数据的有序性和完整性。
  • TCP 还可提供流量控制能力，通过滑动窗口来控制数据的发送速率，滑动窗口的本质就是动态缓冲区
  • 通过慢启动，拥塞避免，拥塞发生，快速恢复四个算法实现了拥塞控制

选择

什么时候应该使用TCP： 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协议的应用如下： 浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输。什么时候应该使用UDP： 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。 比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP。

TCP 三次握手和四次挥手(重点)⭐

先介绍各单词的含义：

1为有效，0为无效

  • URG：紧急指针标志
  • ACK：确认序号标志
  • PSH：push标志
  • RST：重置连接标志
  • SYN （Synchronize Sequence Numbers） ：同步序列号，用于建立连接过程
  • FIN：finish标志，用于释放链接

握手是为了建立连接，流程如下图 ：


seq：为自己的标记缓存的初始序号
ack：确认号

第一次握手：
一开始都是close状态，客户端主动打开，服务端进入listen监听状态，等待请求，客户端发出连接请求报文（SYN包），报文头为SYN,seq为任意正整数x，此时进入同步发送状态（SYN_SEND），等待服务器确认。
第二次握手：
如果服务端同意接收信息，会发出确认报文（SYN+ACK包 ），报文头seq为另外一个正整数y，ack为x+1，服务端进入同步收到的状态（SYN_RCVD）；
前两步都不携带数据，都需要消耗一个序列号。
第三次握手：
客户端接收到确认报文（SYN+ACK包 ），进入ESTABLISHED状态，还要向服务端给出确认，发出确认报文（ACK包 ack=y+1 ），两端都进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
此后，双方就建立了链接，可以开始通信了。

为什么需要三次握手?⭐

简单说就是： 为了双方确认自己与对方的发送与接收是正常的。两次握手的话至多只有连接发起方的起始序列号能被确认， 另一方选择的序列号则得不到确认，不能建立起双向通信。

为了初始化Sequence Number 的初始值： 为了实现可靠数据传输， TCP 协议的通信双方， 都必须维护一个序列号， 以标识发送出去的数据包中， 哪些是已经被对方收到的。 三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值， 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。

首次握手的隐患–SYN超时

原因：
Server收到Client的SYN ,回复SYN- ACK的时候未收到ACK确认，导致 Server 一直在 SYN_RCVD 状态，
Server不断重试直至超时, 影响正常数据发送，但 Linux 默认等待63秒才断开连接
所以黑客可能利用这个漏洞进行恶意攻击。

防护措施：
SYN队列满后,通过tcp_ syncookies参数回发SYN Cookie
若为正常连接则客户端会回发 SYN Cookie 告诉服务端已经接收到请稍等,直接建立连接。

建立连接后，Client出现故障怎么办

保活机制
一直发送探测报文，直到达到设定次数还无响应就中断连接

TCP四次挥手（重点）⭐

目的：为了中止连接

流程图：


第一次挥手：
最开始两方都处于ESTABLISHED状态，客户端主动关闭，发出连接释放报文（FIN）并且停止发送数据，报文头：FIN和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），然后进入FINWAIT1状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
第二次挥手：
服务器收到报文，发出确认报文（ACK，ack=u+1，序列号seq=v），进入CLOSEWAIT状态。
CLOSEWAIT状态：半关闭状态，服务器端不接收数据但可能还要发送数据。
第三次挥手：
客户端收到报文进入FINWAIT2状态，等待服务器发送第三次挥手，这段时间可以接收数据。服务端数据发送完后，会发送释放报文（FIN），但服务器很可能又发送了一些数据，序列号会变化，假定此时的序列号为seq=w ，此时进入LASTACK状态。
第四次挥手：
客户端收到报文后必须发送确认报文（ACK，ack=w+1，seq=u+1），进入TIMEWAIT，但连接没有释放，等待2MSL（2倍最大报文段寿命）来保证连接的可靠关闭才进入CLOSED状态。服务端收到确认直接进入CLOSED状态。

为什么什么有TIME_WAIT状态

  • 保证全双工链接可靠关闭
  • 保证重复的数据段消失，方式端口被重用时产生数据混淆

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手⭐

因为在连接时当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，因为可能还有数据需要传输回去，并不能立即关闭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，但我还有一些数据没有发完”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，才会发送FIN报文，因此不能一起发送。所以需要四步握手。

tip: 全双工（Full Duplex）是通讯传输的一个术语。通信允许数据在两个方向上同时传输

服务器出现大量CLOSE_ WAIT状态的原因

被动关闭的一方可能存在代码问题没有正确关闭链接导致的

对方关闭socket连接,我方忙于读或写,没有及时关闭连接
解决：
检查代码,特别是释放资源的代码
检查配置,特别是处理请求的线程配置

UDP的特点

面向非连接
不维护连接状态,支持同时向多个客户端传输相同的消息
数据包报头只有8个字节,额外开销较小
吞吐量只受限于数据生成速率、传输速率以及机器性能
尽最大努力交付,不保证可靠交付,不需要维持复杂的链接状态表
面向报文,不对应用程序提交的报文信息进行拆分或者合并

在浏览器中输入url地址 ->> 显示主页的过程⭐

总体来说分为以下几个过程:

  1. DNS解析，查询服务器缓存，解析url，找到服务器的IP地址
  2. TCP连接， 三次握手
  3. 发送HTTP请求
  4. 服务器处理请求并返回HTTP报文
  5. 浏览器解析渲染页面
  6. 连接结束，四次挥手

HTTP状态码⭐

1xx :指示信息–表示请求已接收,继续处理
2xx :成功–表示请求已被成功接收、理解、接受
3xx :重定向–要完成请求必须进行更进一步的操作
4xx :客户端错误–请求有语法错误或请求无法实现
5xx :服务器端错误–服务器未能实现合法的请求

get 和 post 请求有哪些区别？ ⭐

  • GET在浏览器回退时是无害的，而POST会再次提交请求。
  • GET请求会被浏览器主动缓存，而POST不会，除非手动设置。
  • GET请求只能进行url编码，而POST支持多种编码方式。
  • GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，而POST中的参数不会被保留。
  • GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的，而POST没有。
  • 对参数的数据类型，GET只接受ASCII字符，而POST没有限制。
  • GET比POST更不安全，因为参数直接暴露在URL上，所以不能用来传递敏感信息。
  • GET参数通过URL传递，POST放在Request body中。

Cookie数据存放在客户的浏览器上, Session数据放在服务器上
Session相对于Cookie更安全
若考虑减轻服务器负担,应当使用Cookie

HTTPS

S:Security
https增加了一个SSL层

SSL(Security Sockets Layer ,安全套接层)
为网络通信提供安全及数据完整性的一-种安全协议
是操作系统对外的API , SSL3.0后更名为TLS
采用身份验证和数据加密保证网络通信的安全和数据的完整性

HTTP和HTTPS的区别

HTTPS需要到CA申请证书, HTTP不需要

HTTPS密文传输, HTTP明文传输

连接方式不同, HTTPS默认使用443端口, HTTP使用80端口

HTTPS=HTTP+加密+认证+完整性保护,较HTTP安全

Socket

Socket是对TCP/IP协议的抽象,是操作系统对外开放的接口