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网络

TCP三次握手

  1. 第一次握手:客户端给服务器发送一个 SYN 报文。
  2. 第二次握手:服务器收到 SYN 报文之后,会应答一个 SYN+ACK 报文。
  3. 第三次握手:客户端收到 SYN+ACK 报文之后,会回应一个 ACK 报文。
  4. 服务器收到 ACK 报文之后,三次握手建立完成。

三次握手的作用

  1. 是为了确认双方的接收与发送能力是否正常。
  2. 指定自己的初始化序列号,为后面的可靠传送做准备

三次握手的一个重要功能是客户端和服务端交换ISN(Initial Sequence Number), 以便让对方知道接下来接收数据的时候如何按序列号组装数据。 如果ISN是固定的,攻击者很容易猜出后续的确认号,因此 ISN 是动态生成的。

半连接队列

服务器第一次收到客户端的 SYN 之后,就会处于 SYN_RCVD 状态,此时双方还没有完全建立其连接,服务器会把此种状态下请求连接放在一个队列里,我们把这种队列称之为半连接队列。当然还有一个全连接队列,就是已经完成三次握手,建立起连接的就会放在全连接队列中。如果队列满了就有可能会出现丢包现象。

该图片来自互联网

WebSocket 与 Socket、TCP、HTTP 的关系及区别

Websocket 是一种新型的协议,它允许客户端和服务器之间建立实时的双向通信通道。相比于 HTTP 协议来说,它具有以下优点:

  • 节约资源: 相比于轮询机制,Websocket只需要建立一次连接即可实现实时通信,这样可以减少服务器的压力和网络流量。
  • 兼容性: Websocket 协议能够支持所有主流的浏览器和移动设备。 Websocket 协议在实时通信、在线聊天、多人游戏、实时监控等场景下具有广泛的应用价值。
  • 实时性: Websocket支持服务器主动向客户端推送消息,使得客户端能够实时接收到服务器的事件和数据变化。
  • 双向性: Websocket支持全双工通信,即客户端和服务器可以同时发送和接收数据。

TCP和WebSocket 的区别

  • 层次结构:TCP是传输层协议,而WebSocket 是应用层协议。
  • 协议特点:TCP 是一种面向连接的协议,使用三次握手建立连接,提供可靠的数据传输。而 WebSocket 是一种无状态的协议,使用 HTTP 协议建立连接,可以进行双向通信,WebSocket 的数据传输比 TCP 更加轻量级。
  • 数据格式:TCP 传输的数据需要自定义数据格式,而 WebSocket 可以支持多种数据格式,如 JSON、XML、二进制等。WebSocket 数据格式化可以更好的支持 Web 应用开发。
  • 连接方式:TCP 连接的是物理地址和端口号,而 WebSocket 连接的是 URL 地址和端口号

参考: WebSocket 与 Socket、TCP、HTTP 的关系及区别

网络7层协议/OSI七层模型

OSI 模型是一个描述网络功能的概念框架。简单来说,OSI 模型标对计算机系统彼此之间发送信息的方式进行了标准化。

OSI 只是一个模型,一个工具,并不是一组规则。

  • 应用层: 应用层是计算机用户,以及各种应用程序和网络之间的接口,其功能是直接向用户提供服务,完成用户希望在网络上完成的各种工作。
  • 表示层: 表示层负责数据格式的转换,将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式,或者将来自下一层的数据转换为上层能处理的格式。
  • 会话层: 虽然已经可以实现给正确的计算机,发送正确的封装过后的信息了。但我们总不可能每次都要调用传输层协议去打包,然后再调用IP协议去找路由,所以我们要建立一个自动收发包,自动寻址的功能。于是会话层出现了:它的作用就是建立和管理应用程序之间的通信。
  • 传输层: 当发送大量数据时,很可能会出现丢包的情况,另一台电脑要告诉是否完整接收到全部的包。如果缺了,就告诉丢了哪些包,然后再发一次,直至全部接收为止。传输层的主要功能就是:监控数据传输服务的质量,保证报文的正确传输。
  • 网络层: 计算机网络中如果有多台计算机,怎么找到要发的那台?如果中间有多个节点,怎么选择路径?这就是路由要做的事。该层的主要任务就是:通过路由选择算法,为报文(该层的数据单位,由上一层数据打包而来)通过通信子网选择最适当的路径。这一层定义的是IP地址,通过IP地址寻址,所以产生了IP协议。
  • 数据链路层: 该层的主要功能就是:通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。它的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到物理层。这一层的数据叫做帧。
  • 物理层: 解决两个硬件之间怎么通信的问题,常见的物理媒介有光纤、电缆、中继器等。它主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0,也就是我们常说的数模转换与模数转换)。这一层的数据叫做比特。

横向对比下TCP/IP4层模型、5层模型和OSI七层模型的差别