32 计算机网络 java

osi七层协议

应用层为计算机用户提供服务http
表示层数据处理，编解码，加密解密，压缩解压缩
会话层管理应用之间的会话建立，维护重连ssl rpc
传输层提供主机进程之间通话需要的数据传输服务
网络层路由和寻址，决定数据在网络的游走路径ip ipv6
数据链路层管理相邻节点的直接通信
物理层利用传输介质实现计算机节点之间比特流的传送

四层模型

应用层 = 应用+表示+会话
传输层 = 传输
网络层 = 网络
网络接口层 = 数据链路+ 物理

网络层

ARP:地址解析协议，把ip地址解析为硬件地址。

传输层

端到端的通信，是应用进程之间的通信。tcp和udp。

tcp如何保证可靠

应用数据被分割成数据块
给每一个包编号，接收方按序重组，保证有序。
校验和：保持首部和数据的校验和，保证数据未被篡改。
丢弃重复数据
流量控制：接收方来不及处理发送方发送的数据时，可提示发送方降低速率。
- 可变大小的滑动窗口协议。窗口里面序号表示允许发送的序号，窗口后沿以后表示已经发送且已收到确认，窗口前沿以前表示不允许发送，当收到一个确认，窗口向前移一位。窗口大小字段由接收方控制，在接收方发给发送方的报文里。
拥塞控制：网络阻塞时，减少数据的发送。
- 拥塞是一个全局过程，涉及所有主机，所有路由器，以及与降低网络传输性有关的所有因素。
- 发送方维护“拥塞窗口”，发送速率取拥塞窗口和接收窗口之间小的那个。
- 四种拥塞控制算法
  - 慢开始:初始值为1，每轮次加倍
  - 拥塞避免：每经过一个往返时间窗口加大1
  - 快重传与快恢复：看不懂
ARQ协议：automatic repeat reQuest，
- 停止等待ARQ协议
  - 发完一个分组就停止发送，设计时器等待，等对方确认后再发下一个分组，如果没收到确认就重发。
  - 接收方收到重复分组，说明发送方没有收到上一个确认，此时接收方丢弃重复分组，并再发确认消息。
  - 计时器时间应比数据往返时间稍长一点。
- 连续ARQ协议
  - 发送方连续发送，接收方收到一堆包之后，把连续的最后一个包编号发回发送方。发送方从最后一个包下一个开始重传。
超时重传：tcp发出一个段后，设定定时器等待对方确认收到，如果没有收到对方确认，重发这个段。

udp特点
无连接，尽最大努力交付，面向报文，无拥塞控制，支持一对一，一对多，多对一，多对多，首部开销小，只有四个字段，源端口，目的端口，长度和校验和。
tcp特点

面向连接，一对以，提供可靠交付，全双工通信，面向字节流，首部最少20字节。
发起三次握手的是客户端。但是客户端和服务端都可以发起四次挥手。

socket
tcp用主机的ip地址加上端口号作为tcp连接的端点，这样的端点就叫做套接字socket或插口，套接字用（IP地址：端口号）来表示，每一条tcp连接唯一被通信两端的两个端点所确定。
应用层 DNS（domain name system）
将人类可读域名转化为ip地址
url和uri
URI 统一资源标识符，像身份证一样
URL 统一资源定位符，像家庭住址一样
问题1 访问一个网站大致的过程 1.dns解析
dns（domain name system）域名系统-从域名解析出 IP 地址
先问本地域名服务器，看看缓存里有没有。
没有就去问根域名服务器。
根域名服务器让去问com域名服务器。
com域名服务器让去问baidu.com域名服务器。
baidu.com域名服务器知道需要的主机地址。
本地域名服务器返回ip，并存入缓存。
dns优化 dns缓存

浏览器缓存
系统缓存（etc/hosts，改host文件梯子）
负载均衡（CDN）
根据机器负载量、地理位置等返回主机地址

2.tcp连接
3.发送http请求
请求头可接受的字符串类型，可接受的编码类型，可接受的语言，内容类型（content-type：application/json），cookie，user-agent
响应报文状态码：1开头：已接收。2开头：成功。3开头：重定向。4开头：客户端错误。5开头：服务端错误。
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
7.各层协议的指责
从客户端发送请求开始：

http协议生成针对目标web服务器的http请求报文
tcp协议将http请求报文分割成报文段，把每个报文段可靠地传递给对方
ip协议搜索对方的地址，一边中转一边传送
tcp协议按序号重组接受到的报文段
http协议处理请求的内容

问题2 三次握手和四次挥手三次握手

文章图片

为什么要发送syn和ack？
synchronous建立连接，acknowledgement确认。
第二次发送回syn是为了告诉客户端“我收到的就是你发送的信息”，第三次发送回ack同理。
四次挥手

文章图片

注意time-wait阶段会等待两倍最大报文时长才关闭，因为如果服务端没有收到最后一次ack，会重发fin给客户端。
长连接短连接

短连接：每次操作都建立一次连接。
- 优点：所有存活的连接都是有用的连接。
长链接：保持连接特性。
- 使用长链接的http协议会在响应头加入connection：keep-alive
- 如果客户端消失，服务端就会留下一个半开放的链接，服务器会定时、多次向客户端发送探测报文段，检查客户端状态。
- 优点：省去tcp握手的成本
- 缺点：半开放的链接需要管理并关闭。

cookie,session,token 【32 计算机网络】cookie用来保存用户信息，在客户端上。
token用来保存用户身份，通过token来证明我就是我。不需要查数据库或缓存。
session用来记录用户状态，在服务端上。
客户端通过cookie记录和携带token，通过token证明我是我，服务端通过session知道“我”是处在某态的。