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开发中会用到的网络知识

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TCP 三次握手

当客户端和服务器之间建立TCP连接时，会进行三次握手的过程。这个过程确保了双方都同意建立连接，并确认双方可以正常通信。

三次握手的过程如下：

  1. 第一次握手：客户端发送一个特殊的请求给服务器，表示它想建立连接。这个请求被称为SYN（同步）包。客户端将自己的初始序列号随机选择，并发送给服务器。

  2. 第二次握手：服务器收到客户端的SYN包后，确认收到请求，并发送一个称为SYN-ACK（同步-确认）包的响应。服务器也会选择一个随机的初始序列号，并将客户端的初始序列号加一后作为确认号发送给客户端。

  3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN-ACK包后，确认收到响应。客户端发送一个确认包ACK，将服务器的初始序列号加一后作为确认号发送给服务器。

通过这个三次握手的过程，客户端和服务器都确认了对方的存在和可通信性，可以开始正常的数据传输。

当连接关闭时，会进行四次挥手的过程。这个过程确保双方都知道连接已经关闭，防止数据丢失或错误。

TCP 数据传输过程

当在互联网上发送数据时，TCP（Transmission Control Protocol）负责将数据从一个地方传输到另一个地方，并确保数据的可靠性和完整性。

想象一下，你要给你的朋友发一封信。TCP就像是你和朋友之间的可靠信使，确保你的信件能够准确地送到朋友手中。

这是TCP数据传输的简化步骤：

  1. 数据分割：如果你的信件很长，TCP会将它分割成一系列更小的块，以便更容易传输。每个块都有一个编号，以便在接收端能够正确地将它们重新组合起来。

  2. 可靠传输：TCP会逐个发送这些数据块，并确保它们按照正确的顺序到达接收端。如果有任何一个数据块在传输过程中丢失或损坏，TCP会自动重新发送该数据块，直到接收端成功收到。

  3. 流量控制：如果你连续发送大量的数据，而接收端的处理能力有限，TCP会控制发送速度，以避免接收端被压倒。它会发送一些数据，等待接收端确认收到，然后再发送更多的数据。

  4. 拥塞控制：当网络拥塞或负载过重时，TCP会减慢发送速度，以避免数据丢失或网络崩溃。它会根据网络的状况动态调整发送速率，以确保数据能够顺利传输。

  5. 数据重组：在接收端，TCP会将接收到的数据块按照正确的顺序重新组合成完整的数据。接收端根据数据块的编号进行排序，然后将它们合并起来，得到原始的完整数据。

通过这些步骤，TCP确保了你发送的数据能够可靠地传输到目标地点，即使在网络不稳定或拥挤的情况下也能保持数据的完整性。这使得网络通信变得可靠和稳定

TCP 四次挥手的过程

  1. 第一次挥手：当客户端想关闭连接时，它发送一个特殊的请求给服务器，表示它不再发送数据。这个请求被称为FIN（结束）包。

  2. 第二次挥手：服务器收到客户端的FIN包后，确认收到请求，并发送一个ACK包作为响应。服务器仍然可以发送数据给客户端，直到它准备好关闭连接。

  3. 第三次挥手：当服务器准备好关闭连接时，它发送一个FIN包给客户端。

  4. 第四次挥手：客户端收到服务器的FIN包后，发送一个ACK包作为响应，确认收到请求。这样，连接就正式关闭了。

通过这个四次挥手的过程，客户端和服务器都确认了彼此的关闭意图，并确保所有的数据都被传输完毕，然后才关闭连接。这样可以避免数据的丢失或错误。

HTTP/TCP/IP 三者的联系

HTTP (Hypertext Transfer Protocol)、TCP (Transmission Control Protocol) 和 IP (Internet Protocol) 是构成互联网通信的重要协议，它们之间存在联系和依赖关系。

  1. IP（Internet Protocol）是互联网通信的基础协议。它定义了数据在网络中的传输方式和路由选择。IP负责将数据包从源地址传输到目标地址，它使用IP地址来唯一标识网络中的设备。

  2. TCP（Transmission Control Protocol）是一种可靠的传输协议，它位于IP协议之上。TCP负责将数据划分为小的数据包，并在源设备和目标设备之间建立可靠的连接。TCP提供可靠的数据传输，它通过序列号、确认机制、重传机制和流量控制来确保数据的完整性和可靠性。

  3. HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种应用层协议，它位于TCP协议之上。HTTP定义了客户端和服务器之间进行通信的规则和格式。它使用URL (Uniform Resource Locator) 来标识和定位资源，并使用请求-响应模型进行通信。客户端发送HTTP请求到服务器，服务器响应请求并返回相应的数据。

联系和依赖关系：

  • HTTP使用TCP作为它的传输协议。HTTP请求和响应消息被分割成小的数据块，并使用TCP进行可靠的传输。TCP提供了数据分段、重组、错误检测和重传等功能，确保HTTP消息的正确传送。
  • TCP使用IP作为它的网络层协议。TCP将数据包划分为小的数据段，并使用IP协议在网络中进行路由和传输。IP负责将TCP数据段封装成数据包，并通过网络将其传输到目标设备。
  • IP负责定义数据在网络中的传输方式，它使用IP地址来唯一标识网络中的设备。TCP和HTTP依赖IP协议来确定数据的源地址和目标地址，以确保数据在网络中的正确传输。

综上所述，HTTP利用TCP提供可靠的数据传输，并依赖于IP协议在网络中进行路由和传输，实现了互联网上的数据通信。

TCP/UDP的异同

TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）是两种常用的传输层协议，用于在计算机网络中传输数据。它们在很多方面有异同。

相同点：

  1. 传输层协议：TCP和UDP都是传输层协议，负责在网络上传输数据。

  2. 数据封装：无论是TCP还是UDP，它们都将应用层数据封装成数据包（也称为报文段或数据报），以便在网络上传输。

  3. 端口号：TCP和UDP都使用端口号来标识应用程序或服务，确保数据包能够正确地传输到目标应用程序或服务。

  4. 在IP协议之上：无论是TCP还是UDP，它们都是在IP协议之上运行的。IP负责在网络上寻址和路由，而TCP和UDP负责数据的传输。

不同点：

  1. 可靠性：TCP提供可靠的数据传输。它使用确认机制、重传机制和错误检测来确保数据的可靠性和完整性。UDP是一种不可靠的传输协议，不提供确认机制和重传机制，数据包的传输可能会丢失或乱序。

  2. 连接性：TCP是面向连接的协议。在数据传输之前，TCP需要在发送端和接收端之间建立一个连接，以建立可靠的传输通道。UDP是无连接的协议，发送端和接收端之间没有建立连接的过程，每个数据包都是独立传输的。

  3. 开销：由于TCP提供了可靠性和有序性，它需要更多的开销来维护连接状态、序列号和确认机制等。相比之下，UDP简单且轻量，没有额外的开销。

  4. 适用场景：由于TCP提供可靠性，它常用于需要确保数据完整性和顺序的应用，如文件传输、电子邮件和网页浏览等。UDP适用于对实时性要求较高、数据可靠性要求较低的应用，如实时视频和音频流、在线游戏等。

总结： TCP提供可靠的、有序的数据传输，适用于需要确保数据完整性和顺序的应用。UDP是一种简单的、不可靠的传输协议，适用于对实时性要求较高、数据可靠性要求较低的应用。选择使用TCP还是UDP取决于具体的应用需求。

Socket 是什么，跟HTTP的异同

Socket是一种用于网络通信的编程接口，它提供了一种通信机制，使得计算机应用程序能够通过网络进行数据的发送和接收。它可以用于不同计算机之间的通信，也可以在同一台计算机内的不同进程之间进行通信。

HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种应用层协议，它定义了客户端和服务器之间进行通信的规则。HTTP协议通常基于TCP/IP协议栈实现，使用Socket进行底层的数据传输。

异同点：

  1. 抽象层级：Socket是一个更底层的网络编程接口，用于实现数据传输的基本功能。而HTTP是一个更高层的应用层协议，定义了在Web中客户端和服务器之间进行通信的规则。

  2. 功能范围：Socket提供了一种通用的网络通信机制，可以用于传输任何类型的数据。而HTTP是一种特定的协议，主要用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本数据。

  3. 连接性：Socket是一种底层的通信机制，可以实现面向连接或无连接的通信。它可以用于建立持久的连接或短暂的临时连接。而HTTP是一种无状态的协议，每个HTTP请求都是独立的，不保持持久连接。

  4. 数据格式：Socket通过提供数据传输的能力，可以传输任意格式的数据。而HTTP使用特定的数据格式，主要是基于文本的请求和响应消息。

  5. 应用领域：Socket可以用于各种类型的网络应用，包括实时音视频传输、游戏通信、文件传输等。HTTP主要用于Web应用，包括网页浏览、API调用、数据交互等。

总结： Socket是一种底层的网络通信编程接口，提供了通信的基本功能，可以用于各种网络应用。HTTP是一种应用层协议，定义了在Web中进行通信的规则。Socket可以用于实现HTTP通信，HTTP依赖于Socket进行底层数据传输。

WebSocket是什么，跟Socket的异同

WebSocket是一种在Web应用中实现双向通信的协议。它建立在HTTP协议之上，通过使用WebSocket协议，Web应用程序可以在客户端和服务器之间建立持久的双向通信连接，以便实时地传输数据。

异同点：

  1. 建立方式：WebSocket和Socket都是用于实现双向通信的，但它们的建立方式有所不同。WebSocket是通过HTTP协议的升级机制建立的，在初始握手之后，客户端和服务器之间建立了持久的连接。而Socket是一种通用的网络通信接口，可以在不同的网络层级上建立连接。

  2. 协议支持：WebSocket是一种特定的通信协议，它具有自己的协议规范和数据帧格式。而Socket是一个通用的编程接口，可以在各种协议之上实现通信，如TCP、UDP等。

  3. 应用场景：WebSocket主要用于Web应用程序中的实时通信场景，如在线聊天、实时更新等，它可以提供更低的延迟和更高的效率。Socket可以用于各种网络应用，包括实时音视频传输、游戏通信、文件传输等。

  4. 兼容性：WebSocket在现代浏览器中得到广泛支持，但在一些旧版本的浏览器中可能不完全支持。Socket作为通用的网络编程接口，可以在各种平台和环境中使用。

总结： WebSocket是一种在Web应用中实现双向通信的协议，建立在HTTP协议之上，用于实时通信场景。它具有自己的协议规范和数据帧格式。Socket是一个通用的网络通信接口，可以在不同的网络层级上实现通信，可以用于各种网络应用。WebSocket可以看作是一种特定的使用WebSocket协议的Socket实现。

转载自:https://juejin.cn/post/7327101630146674738
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