前言
现代前端概念里，有一个很重要的衡量 Web 性能的指标，FP（First Print），它所表述的是页面从加载到首次开始绘制的时长，这个指标直接影响到了用户的跳出率。更快的页面响应意味着更多的 PV、更高的参与度，以及更高的转化率。那么，影响 FP 指标的因素有哪些呢？其中一个很重要的因素就是网络加载速度。
想要优化页面的加载速度，你就需要对网络有充分的了解，而理解网络的关键是要对网络协议有深刻的认识，不论是 HTTP，还是 WebSocket，它们都是基于 TCP/IP 的，如果你对这些原理有足够的了解，也就清楚如何去优化加载性能，更轻松的定位 Web 问题了。
协议
互联网，实际上是一套理念和协议组成的体系架构，其中，协议是一套众知和众遵的规则和标准，如果各方都同意使用，那么它们之间的通信将变得畅通无阻。
数据包
互联网中的数据都是通过数据包来传输的，如果发送的数据很大，那么该数据就会被拆分为很多小数据包来传输，比如我们现在听的音乐，就是拆分成一个个小的数据包来传输的，并不是一个大的文件一次传输过来的。
IP
数据包要在互联网上进行传输，就要符合网际协议（Internet Protocol，简称 IP）标准。互联网上，不同的在线设备都有唯一的地址，地址只是一个数字，这个地址和我们寄快递时用的家庭地址类似，寄快递的时候，我们只需要知道一个正确的地址，就可以往这个地址发送包裹，这样物流系统就能把包裹送到目的地，同样，如果我们知道一台设备的 IP 地址，我们就能够往这台设备上发送数据。
但是，数据在发送之前，为了能让它遵守网络里的交通规则，我们需要对其进行一下加工，如果我们想要把一个数据包从主机 A 发送给主机 B，在传输之前，数据包会被附加上主机 B 的 IP 地址信息，这样数据包在传输过程中才能正确寻址。额外的，数据包还会被附加上主机 A 本身的 IP 地址，有了这些信息，主机 B 才可以回复信息给主机 A。
这些附加的信息会被装进一个叫 IP 头的数据结构里。IP 头是数据包开头的信息，包含 IP 版本、源 IP 地址、目标 IP 地址、生存时间等信息。
为了方便理解，我们先把网络简单分为三层结构：
数据包的旅程
下面，我们一起来看一下一个数据包从主机 A 到主机 B 的旅程。
上层首先将打包好的数据交给了网络层，网络层再将 IP 头附加到数据包上组成新的 IP 数据包，并交给底层，底层再通过物理网络将数据包传输给主机 B。数据包被传输到主机 B 的网络层，在这里主机 B 拆开数据包的 IP 头信息，并将拆开来的数据部分交给上层，最终，数据包就到达了主机 B 的上层。
UDP
IP 是非常底层的协议，只负责把数据包传送到对方电脑，但是对方电脑并不知道要把数据包交给哪个应用程序，是交给浏览器还是交给 LOL ？因此，为了能让数据包进入正确的应用程序，还需要基于 IP 之上开发能和应用打交道的协议，最常见的就是：用户数据包协议（User Datagram Protocol），简称 UDP。
UDP 中有一个最重要的信息，端口号。端口号其实就是一个数字，每个想访问网络的应用程序都需要绑定一个端口号，通过端口号，UDP 就能把指定的数据包发送给指定的应用程序了。所以，IP 通过 IP 地址把数据包发送给指定的电脑，而 UDP 则通过端口号将数据包交给正确的应用程序。
和 IP 头一样，端口号也会被装进 UDP 头里，UDP 头再和原始数据包组合成新的 UDP 数据包。UDP 头中除了目的端口，还有源端口号信息。
为了支持 UDP 协议，我们把前面的三层网络结构扩充为四层：
下面，我们再来一起看一下一个数据包从主机 A 到主机 B 的旅程。
首先，上层将打包好的数据交给传输层，传输层会在数据包前面附加上 UDP 头组成新的 UDP 数据包，再将新的 UDP 数据包交给网络层，网络层拿到数据包后会再将 IP 头附加到数据包上组成新的 IP 数据包，然后交给底层。
数据包被传输到主机 B 的网络层后，主机 B 在这里拆开 IP 头信息，并将拆开来的数据部分交给传输层，在传输层里，数据包的 UDP 头会被拆开，根据 UDP 头中所提供的端口号，数据包最终被交到上层的应用程序。
UDP 的特点
在使用 UDP 发送数据时，有各种因素会导致数据包出错，虽然 UDP 可以校验数据是否正确，但是对于错误的数据包，UDP 并不能提供重发机制，只是丢弃掉当前包，而且，UDP 在发送之后也无法知道是否能到达目的地。
虽然，UDP 不能保证数据的可靠性，但是传输速度非常快，所以，UDP 一般会应用在关注速度、但不那么严格要求数据完整性的领域，如在线视频、互动游戏等。
TCP
对于浏览器请求，或者邮件这类要求数据传输可靠性的应用，使用 UDP 传输会存在两个问题：
- 数据包在传输过程中容易丢失
- 大文件会被拆分成很多小的数据包来传输，这些小的数据包会经过不同的路由，并在不同时间到达接收端，而 UDP 并不知道如何组装这些数据包从而把这些数据包还原成完整的文件。
基于这两个问题，我们引入了 TCP。
TCP，传输控制层协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。相对于 UDP，TCP 有下面两个特点：
- 对于数据包丢失的情况，TCP 提供了重传机制。
- TCP 引入了数据包排序机制，用来保证把乱序的数据包组合成一个完整的文件
和 UDP 头一样，TCP 头除了包含目标端口号和本机端口号外，还提供了用于排序的的序列号，以便接收端通过序列号来重排数据包。
TCP 单个数据包的传输流程：
通过上图，你应该大致了解一个数据包是如何通过 TCP 来传输的。TCP 单个数据包的传输流程和 UDP 差不多，不同的地方在于，通过 TCP 头的信息保证了一大块数据传输的完整性。
从上图中可以看出，一个完整的 TCP 连接的生命周期包括了：建立连接、传输数据、断开连接三个阶段。
一个 TCP 连接的生命周期
建立连接：
这个阶段是通过残次握手来建立客户端和服务器之间的连接的，TCP 提供面向连接的通讯传输，面向连接指的是，在数据通讯开始之前先做好两端之间的准备工作。
所谓三次握手，是指在建立一个 TCP 连接时，客户端和服务端总共要发送三个数据包以确认连接的建立。
传输数据：
在该阶段，接受端也需要对每个数据包进行确认操作，也就是接收端在接受到数据包之后需要发送确认数据包给发送端。所以，当发送端发送了一个数据包之后，在规定的时间内没有接收到接受端反馈的确认消息，则判断为数据包丢失，并触发发送端的重发机制。同样，一个大的文件在传输过程中会被拆分成很多小的数据包，这些数据包到达接收端后，接收端会按照 TCP 头中的序号为其排序，从而保证组成完整的数据。
断开连接：
数据传输完毕之后，就要终止连接了，涉及到最后一个阶段四次挥手来保证双方能断开连接。
TCP 的缺点
到这里，你应该就能明白，TCP 为了保证数据传输的可靠性，牺牲了数据包的传输速度，三次握手和数据包校验机制把传输过程中的数据包量提高了一倍。
