计算机网络

基础篇

网络模型

• 应用层，负责给应用程序提供统一的接口；

• 表示层，负责把数据转换成兼容另一个系统能识别的格式；

• 会话层，负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话；

• 传输层，负责端到端的数据传输；

• 网络层，负责数据的路由、转发、分片；

• 数据链路层，负责数据的封帧和差错检测，以及 MAC 寻址；

• 物理层，负责在物理网络中传输数据帧；

TCP/IP网络模型

• 应用层：http ftp telnet ssh

• 传输层：tcp udp

  • 流量控制、超时重传、拥塞控制

• 网络层：ip

• 网络接口层：MAC地址

浏览器输入url后，发生了什么

http

封装和解析url，生成http头部信息

dns

• 查询浏览器dns缓存、操作系统dns缓存

• 查询本地dns服务器

  • 查到则返回ip

• 本地dns服务器去查询根域名服务器

• 本地dns服务器去查询顶级域名服务器

• 本地dns服务器去查询权威域名服务器

• 返回ip

TCP

• 三次握手

  • C发送sync x

  • S发送ack x+1 sync y

  • C发送ack y+1

TCP 的连接状态查看，在 Linux 可以通过 netstat -napt 命令查看。

• TCP进行对数据切分、分包

IP

• 生成IP报文

最终数据包结构如下：

断开链接

• 四次挥手

  • C to fin_wait_1: FIN

  • S to close_wait_1: ACK (C to fin_wait_2)

  • S to last_ack: FIN

  • C to time_wait 2MSL: ACK

HTTP协议

• http基本概念、状态码、字段（host，各种头部）

• GET\&POST

  • GET安全且幂等，POST则不是

  • 浏览器一般不会缓存 POST 请求，也不能把 POST 请求保存为书签。

• 缓存

  • 强缓存是利用下面这两个 HTTP 响应头部（Response Header）字段实现的，它们都用来表示资源在客户端缓存的有效期：

    • Cache-Control， 是一个相对时间；

    • Expires，是一个绝对时间；

• http版本区别

  • http1.1

    • 支持长链接

    • 支持管道，发送多条请求

  • http2

    • 头部压缩

    • 服务器主动推送

    • 二进制格式

    • 并发传输

• https

  • 对称加密和非对称加密

TCP

TCP 是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

有一个 IP 的服务端监听了一个端口，它的 TCP 的最大连接数是多少？

• 约为 2 的 48 次方。

• 远不能达到

  • 文件描述符限制

    • 系统级cat /proc/sys/fs/file-max

    • 用户级cat /etc/security/limits.conf

    • 进程级cat /proc/sys/fs/nr_open

  • 内存限制

三次握手

四次挥手

TIME_WAIT

• net.ipv4.tcp_tw_reuse

服务端为何会出现TIME_WAIT

• 非长链接，服务端默认会关闭：当服务端出现大量的 TIME_WAIT 状态连接的时候，可以排查下是否客户端和服务端都开启了HTTP Keep-Alive

• 长链接超时

• 长链接达到上限

TCP 重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制

• 重传

  • 超时重传

  • 快速重传：3次重复ack

• 滑动窗口: 分为4个分区

• 流量控制：双方会同步一个流量窗口，发送时会尽量靠近

• 拥塞控制

  • 慢启动

  • 拥塞避免