网络

TCP与UDP

TCP与UDP是两种主要的传输层协议，它们在网络通信中各有特点和适用场景。以下是关于TCP和UDP的详细比较和归纳：

一、TCP（传输控制协议）

1. 连接性：TCP是一种面向连接的协议。在正式收发数据前，必须先和对方建立可靠的连接。这通过三次握手过程实现，确保双方同步并准备好进行数据传输。

2. 可靠性：TCP提供IP环境下的数据可靠传输。它通过确认机制、重传机制和流量控制来确保数据的完整性和顺序。如果数据在传输过程中丢失或损坏，TCP会要求重新发送这些数据。

3. 传输方式：TCP是一种面向字节流的协议。它将应用程序的数据看作一个字节流，并对其进行处理。这意味着TCP可以在数据传输过程中进行任意数量的分割和重组。

4. 数据包格式：TCP的数据包头包含多个字段，如源端口号、目的端口号、序列号、确认号等，这些信息用于确保数据的可靠传输和正确组装。

二、UDP（用户数据报协议）

1. 连接性：UDP是无连接的协议。它不与对方建立连接，而是直接发送数据包。这使得UDP比TCP更快速，但可靠性较低。

2. 可靠性：UDP不提供数据的可靠性、流控或差错恢复功能。它只是简单地发送数据包，不进行任何错误检测或修复。因此，UDP传输的数据可能会丢失、损坏或乱序。

3. 传输方式：UDP是一种面向报文的协议。它发送固定长度的报文，不进行任何分割或重组。这意味着每个数据包都是独立的，不依赖于其他数据包。

4. 数据包格式：UDP的数据包头相对简单，只包含源端口号和目的端口号等基本信息。这使得UDP数据包更加轻便和高效，但牺牲了可靠性。

综上所述，TCP和UDP各有其优点和缺点。TCP提供了高可靠性的数据传输服务，适用于需要确保数据完整性和顺序的应用场景。而UDP则更快，适用于需要快速地发送大量的数据且对可靠性要求不高的场景。在选择使用哪种协议时，需要根据具体的应用场景和需求来决定。

TCP的三次握手与四次挥手

TCP的三次握手与四次挥手是网络通信中建立与终止连接的重要过程。下面将分别详细解释这两个过程：

TCP的三次握手

三次握手是TCP协议建立连接的过程，其目的是同步双方的初始序列号，并确认对方的接收与发送能力是否正常。具体步骤如下：

1. 第一次握手：客户端向服务器发送一个SYN包（seq=x），并进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认。这个SYN包中包含了客户端的初始序列号。

2. 第二次握手：服务器收到SYN包后，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK包（seq=y），此时服务器进入SYN_RECV状态。这个SYN+ACK包中既包含了对客户端SYN的确认，也包含了服务器的初始序列号。

3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包后，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。这个ACK包是对服务器SYN的确认，至此双方已建立连接，可以开始传输数据。

TCP的四次挥手

四次挥手则是TCP协议终止连接的过程，由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。具体步骤如下：

1. 第一次挥手：客户端发送一个FIN报文段给服务器，用来关闭客户端到服务器的数据传送，客户端进入FIN_WAIT_1状态。这意味着客户端已经没有数据要发送给服务器了。

2. 第二次挥手：服务器收到FIN报文段后，发送一个ACK报文段给客户端，确认序号为收到序号+1，服务器进入CLOSE_WAIT状态。此时，客户端到服务器的连接已经关闭，但服务器若发送数据，客户端依然要接受。

3. 第三次挥手：服务器将所有数据发送完毕后，向客户端发送FIN报文段，关闭服务器到客户端的数据传送，服务器进入LAST_ACK状态。这意味着服务器已经没有数据要发送给客户端了。

4. 第四次挥手：客户端收到FIN报文段后，进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK报文段给服务器，确认序号为收到序号+1，服务器进入CLOSED状态。客户端在经过一段时间后（通常是2MSL，即两倍的最长报文段寿命），也进入CLOSED状态，完成四次挥手。这个等待时间是为了确保客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务器，并防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中。

总的来说，TCP的三次握手和四次挥手是网络通信中非常重要的过程，它们确保了数据的可靠传输和连接的正确建立与终止。

TCP拥塞控制

TCP拥塞控制是一种防止过多数据注入网络中的机制，以避免网络拥塞，从而使网络中的路由器或链路不致过载。以下是对TCP拥塞控制的详细解释：

一、概述

TCP拥塞控制是传输控制协议（TCP）的核心组成部分，它通过一套基于线增积减模式的多样化网络拥塞控制方法（如慢启动和拥塞窗口等）来控制网络中的数据流量，防止拥塞发生。

二、拥塞窗口

在TCP中，拥塞窗口（congestion window，简称cwnd）是一个关键参数，它决定了在任何时刻内能被发送出去的字节数的控制因素之一。发送方会维护这个窗口，并根据网络的拥塞程度动态调整其大小。

三、慢启动与拥塞避免

1. 慢启动：当TCP连接建立或超时后，TCP会使用慢启动算法逐渐增加拥塞窗口的大小。起始值一般为最大分段大小（MSS）的两倍。在慢启动阶段，每个分段得到确认时，拥塞窗口会增加一个MSS，使得窗口在每次往返时间（RTT）内能高效地双倍增长。

2. 拥塞避免：当拥塞窗口超过慢启动阈值（ssthresh）时，算法会进入拥塞避免阶段。在这个阶段，只要未收到重复确认，拥塞窗口在每次往返时间内会线性增加一个MSS大小，而非继续双倍增长。

四、监测与调整

TCP通过监测网络的拥塞状况来动态调整拥塞窗口的大小。当出现丢包事件时，即出现超时或收到三个冗余ACK（一个正常的ACK加三个冗余的ACK），发送方会认为发送方到接收方的路径上出现了拥塞，并据此调整拥塞窗口的大小。

五、重要性

TCP拥塞控制对于维护网络稳定性和性能至关重要。通过合理地控制数据流量，它可以防止网络过载，并确保数据能够可靠地传输。

总的来说，TCP拥塞控制是一个复杂的机制，涉及多个阶段和算法来动态调整数据流量，以适应不断变化的网络环境。

http协议与TCP

HTTP协议与TCP的关系可以从以下几个方面进行阐述：

一、协议层次

• HTTP协议属于应用层协议，它是基于TCP协议进行数据传输的。

• TCP协议则属于传输层协议，为HTTP协议提供可靠的数据传输服务。

二、连接建立与数据传输

• 在进行HTTP通信之前，需要先通过TCP的三次握手过程建立连接。这个过程中，客户端和服务器会交换初始序列号，并确认对方的接收与发送能力。

• 一旦TCP连接建立成功，HTTP协议就可以在这个连接上进行数据传输。HTTP协议规定了浏览器与服务器之间通信的格式，而具体的数据包传输则是由TCP协议来完成的。

• 在数据传输过程中，TCP协议会确保数据的可靠性、顺序性和完整性，通过连接管理和错误恢复机制来保证数据的正确传输。

三、连接终止

• 当HTTP通信完成后，可以通过TCP的四次挥手过程来终止连接。这个过程中，客户端和服务器会分别发送FIN报文段来关闭数据传送，并确认对方已关闭连接。

• 在四次挥手完成后，TCP连接被正式关闭，释放了相关的网络资源。

综上所述，HTTP协议是基于TCP协议进行数据传输的应用层协议。它们之间的关系是相辅相成的，HTTP协议需要TCP协议提供可靠的数据传输服务，而TCP协议则为HTTP协议提供了底层的支持。这种分层的设计使得网络通信更加高效和可靠。

http版本特性

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）自发布以来，已经经历了多个版本的发展，每个版本都引入了一些新的特性和改进。

HTTP/0.9

• 发布时间：1991年。

• 主要特性：

  • 是最原始的HTTP版本，极其简洁。
  • 仅支持GET方法请求，不包含请求头，也不支持状态码和多类型的内容。
  • 只能获取HTML格式的文档，服务器发送完响应就会关闭连接。

HTTP/1.0

• 发布时间：1996年。

• 主要特性：

  • 首次在通信中指定了版本号。
  • 引入了请求头和响应头，以及POST和HEAD方法，支持多种媒体类型资源的传输。
  • 默认情况下不支持持久连接，每次请求都需要重新建立TCP连接，导致资源加载效率低。

HTTP/1.1

• 发布时间：1999年。

• 主要特性：

  • 持久连接被默认启用，允许复用TCP连接，减少建立连接的开销。
  • 支持管道化（pipelining），尽管实际应用中存在一定的限制。
  • 引入了更多的缓存控制机制、带宽优化及Host头字段，增强了协议的灵活性和性能。

HTTP/2

• 发布时间：2015年。

• 主要特性：

  • 对HTTP/1.x进行了重大改进，主要特性包括二进制分帧层（Binary Framing Layer）、多路复用（Multiplexing）、头部压缩（Header Compression）、服务器推送（Server Push）等功能，显著提升了Web性能和效率。
  • 基于HTTPS，安全性有保障。
  • 采用了HPACK算法对请求头进行压缩，减少了数据传输量。
  • 允许服务器主动向客户端推送数据，无需客户端明确请求。
  • 数据流中可以设置优先级，以便客户端或服务端采取不同优先级处理数据流。

HTTP/3

• 发布时间：虽然HTTP/3在2018年就已经被IETF批准并更名为HTTP/3，但具体的实现和部署仍在持续进行中。

• 主要特性：

  • 基于QUIC协议，不同于以往基于TCP的HTTP版本，它使用了UDP协议作为传输层。
  • QUIC提供了更快的连接建立时间、更低的延迟和更好的拥塞控制。
  • 具有更低的延迟和更快的加载速度。

http的请求方法

HTTP的请求方法主要包括以下几种：

1. GET：此方法用于请求指定的页面信息，并返回实体主体。这是最常见的HTTP请求方法，通常用于从服务器获取数据。

2. POST：此方法用于向指定资源提交数据进行处理请求，例如提交表单或者上传文件。数据被包含在请求体中，POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。

3. PUT：此方法是从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。也就是说，它会更新服务器上的资源，如果资源不存在，则创建新的资源。

4. DELETE：此方法请求服务器删除指定的页面。当客户端需要删除服务器上的某个资源时，可以使用DELETE方法。

5. HEAD：类似于GET请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头。这个方法通常用于检查资源的元数据，例如检查资源是否存在，或者查看响应的头部信息。

6. OPTIONS：此方法返回服务器支持的HTTP请求方法。它允许客户端查看服务器的性能，或者用于跨域资源共享(CORS)的预检请求。

7. TRACE：此方法回显服务器收到的请求，主要用于测试和诊断。客户端可以查看请求在服务器中的处理路径。

8. CONNECT：此方法建立一个到服务器的隧道，通常用于HTTPS连接。客户端可以通过该隧道发送加密的数据。

除了以上几种常见的请求方法外，HTTP协议还定义了一些其他的请求方法，如PATCH、LINK、UNLINK等，但它们的使用频率相对较低。

总的来说，HTTP的请求方法定义了客户端与服务器之间进行通信的基本方式，不同的请求方法具有不同的功能和用途。在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的请求方法来完成客户端与服务器之间的交互。

http常见状态码

HTTP常见状态码可以按照其功能和含义进行分类，主要包括以下几类：

1. 信息响应（100-199）

• 100 Continue：表示客户端应当继续发送请求。这个临时响应是用来通知客户端它的部分请求已经被服务器接收，且仍未被拒绝。

• 101 Switching Protocols：表示服务器将根据客户端的请求切换协议。只能在更高级的协议中切换。

2. 成功响应（200-299）

• 200 OK：请求已成功，请求所希望的响应头或数据体将随此响应返回。

• 201 Created：请求已经被实现，而且有一个新的资源已经依据请求的需要而建立。

• 202 Accepted：服务器已接受请求，但尚未处理。

• 204 No Content：服务器接收的请求已经成功处理，但在返回的响应报文中不含实体的主体部分。

• 206 Partial Content：客户端进行了范围请求，而服务器成功执行了这部分的GET请求。

3. 重定向（300-399）

• 301 Moved Permanently：请求的资源已被永久移动到新位置。

• 302 Found：请求的资源已经被分配了新的URI，希望客户端本次能使用新的URI访问。

• 304 Not Modified：自从上次请求后，请求的网页未修改过。客户端可以继续使用之前缓存的数据。

4. 客户端错误（400-499）

• 403 Forbidden：服务器理解请求客户端的请求，但是拒绝执行这个请求。这通常是由于权限不足或IP地址被封禁。

• 404 Not Found：服务器找不到请求的页面。这是最常见的请求错误码。

5. 服务器错误（500-599）

• 500 Internal Server Error：服务器遇到一个预期之外的情况，导致它无法完成对请求的处理。

这些状态码有助于我们了解请求的处理情况，比如是否成功，是否需要采取进一步的操作，或者出现了什么错误。通过状态码，我们可以更好地调试和排查问题，从而提高Web应用的可靠性和性能。

DNS原理

域名解析服务是将便于人们记忆的域名转换为计算机能够识别的IP地址的过程。以下是关于域名解析服务的详细解释：

一、域名解析的概念

• 域名解析是把域名指向网站空间IP，让人们通过注册的域名可以方便地访问到网站的一种服务。

• IP地址是网络上标识站点的数字地址，域名解析就是域名到IP地址的转换过程。

• 域名的解析工作由DNS服务器完成，DNS是专门用于将域名解析为IP地址的系统。

二、域名解析的过程

1. 用户请求：用户在浏览器中输入域名，并发起访问请求。

2. DNS查询：浏览器首先检查本地缓存中是否有该域名的IP地址记录，如果没有，则向本地DNS服务器发起查询请求。

3. 递归查询与迭代查询：本地DNS服务器收到请求后，会进行递归查询或迭代查询，向根域名服务器、顶级域名服务器和权威域名服务器逐级查询，直到找到对应的IP地址。

4. 返回结果：一旦找到IP地址，DNS服务器会将结果返回给浏览器。

5. 浏览器访问：浏览器收到IP地址后，会向该地址发起HTTP请求，从而访问到对应的网站。

三、域名解析的特点

• 便捷性：通过域名解析服务，用户可以使用易于记忆的域名来访问网站，而无需记住复杂的IP地址。

• 高效性：DNS服务器通常具有高效的查询和响应能力，能够迅速地将域名解析为IP地址，减少用户等待时间。

• 可靠性：DNS系统采用分布式架构和冗余设计，确保域名解析服务的稳定性和可用性。即使部分DNS服务器出现故障，也不会影响整个系统的正常运行。

四、注意事项

• 在进行域名解析时，需要确保所选择的DNS服务器是可靠和安全的，以防止恶意攻击和篡改。

• 域名解析可能受到网络状况、DNS服务器性能等多种因素的影响，因此在实际应用中需要综合考虑各种因素来优化解析速度和稳定性。

💡

DNS原理主要涉及到域名与IP地址的映射关系，以及如何通过DNS服务器进行查询和解析的过程。以下是关于DNS原理的详细解释：

一、DNS定义与功能

DNS，即域名系统（Domain Name System），是一个将域名和IP地址相互映射的分布式数据库。它能够使人们更方便地访问互联网，通过易于记忆的域名来代替复杂的IP地址。

二、DNS结构与解析顺序

1. DNS采用树状结构，最顶层为根域，用“.”来表示。根域下面设置了一些顶级域，如.com、.net等。顶级域下又设置了若干个二级域，以此类推，形成了层次分明的域名空间。

2. 当进行DNS解析时，解析顺序通常是从本地缓存开始，然后检查本地的hosts文件，接着查询本地的DNS服务器。如果本地DNS服务器无法解析，则会向上一级的DNS服务器进行查询，直到找到能够解析该域名的权威DNS服务器为止。

三、DNS查询方式

DNS查询主要分为递归查询和迭代查询两种方式。

1. 递归查询：在这种方式下，DNS服务器接收到客户机请求后，必须使用一个准确的查询结果回复客户机。如果DNS服务器本地没有存储查询的DNS信息，那么该服务器会询问其他服务器，并将返回的查询结果提交给客户机。通常，客户端与本地DNS服务器之间采用的是递归查询方式。

2. 迭代查询：在这种方式下，DNS服务器会向客户机提供其他能够解析查询请求的DNS服务器地址。当客户机发送查询请求时，DNS服务器并不直接回复查询结果，而是告诉客户机另一台DNS服务器的地址，客户机再向这台服务器提交请求，依次循环直到返回查询结果为止。DNS服务器之间通常采用的是迭代查询方式。

四、DNS服务器类型与角色

在DNS系统中，存在不同类型的DNS服务器，它们各自扮演着不同的角色。

1. 主域名服务器：负责维护某个区域的所有域名信息，并从域管理员构造的本地磁盘文件中加载域信息进行解析。

2. 辅助域名服务器：作为主域名服务器的备份服务器提供域名解析服务。它从主域名服务器获得授权并拥有所有域信息的完整拷贝。

3. 缓存域名服务器：没有域名数据库，但从某个远程服务器取得每次域名服务器查询的回答，并将结果缓存在本地。当再次收到相同的查询请求时，可以直接从缓存中提供答案，从而加速解析过程。

4. 转发域名服务器：负责所有非本地域名的本地查询。当收到查询请求时，它首先在其缓存中查找答案；如果找不到，则将请求转发到指定的其他DNS服务器进行查询。

综上所述，DNS原理涉及到域名的层次结构、解析顺序、查询方式以及不同类型DNS服务器的角色与功能。这些元素共同构成了DNS系统的基础架构和工作机制。