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一(yi)、TCP協議(yi)：


       位于傳(chuan)(chuan)(chuan)輸層， 提供(gong)可(ke)(ke)(ke)靠的(de)字(zi)節(jie)(jie)(jie)流服務。所(suo)(suo)謂的(de)字(zi)節(jie)(jie)(jie)流服務（Byte Stream Service） 是(shi)(shi)指， 為了(le)(le)方便傳(chuan)(chuan)(chuan)輸， 將大(da)塊(kuai)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)分割成以報文段(duan)（segment） 為單位的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)包進(jin)行管理。 而可(ke)(ke)(ke)靠的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸服務是(shi)(shi)指， 能(neng)夠(gou)把(ba)(ba)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)準確可(ke)(ke)(ke)靠地傳(chuan)(chuan)(chuan)給對(dui)方。 即TCP 協(xie)議為了(le)(le)更容易傳(chuan)(chuan)(chuan)送大(da)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)才把(ba)(ba)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)分割， 而且 TCP 協(xie)議能(neng)夠(gou)確認數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)最終是(shi)(shi)否送達到(dao)對(dui)方。所(suo)(suo)以，TCP連接(jie)相當于兩根管道（一(yi)個(ge)(ge)用于服務器到(dao)客(ke)戶(hu)端，一(yi)個(ge)(ge)用于客(ke)戶(hu)端到(dao)服務器），管道里面數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸是(shi)(shi)通過字(zi)節(jie)(jie)(jie)碼傳(chuan)(chuan)(chuan)輸，傳(chuan)(chuan)(chuan)輸是(shi)(shi)有序的(de)，每個(ge)(ge)字(zi)節(jie)(jie)(jie)都是(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)一(yi)個(ge)(ge)來傳(chuan)(chuan)(chuan)輸。


(1)、三次握手(shou)(shou)：握手(shou)(shou)過程(cheng)中使用了 TCP 的標志(zhi)（flag） —— SYN（synchronize） 和ACK（acknowledgement） 。


第一(yi)次握手：建立(li)連接(jie)時(shi)，客戶端A發送SYN包（SYN=j）到服務器B，并進(jin)入SYN_SEND狀態，等(deng)待(dai)服務器B確認。
第二(er)次(ci)握手：服務器(qi)B收到SYN包，必須確認客戶(hu)A的(de)SYN（ACK=j+1），同時自(zi)己也發送一(yi)個SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此時服務器(qi)B進入(ru)SYN_RECV狀態。

第三次(ci)握(wo)手：客戶端A收到服務器B的SYN＋ACK包(bao)，向服務器B發(fa)送(song)確認(ren)包(bao)ACK（ACK=k+1），此包(bao)發(fa)送(song)完(wan)畢，完(wan)成三次(ci)握(wo)手。

若在握手過程中(zhong)某個階段莫(mo)名中(zhong)斷(duan)， TCP 協議會再次以相同的(de)順序發送相同的(de)數據(ju)包。
 （2）、四次揮手：由于TCP連接(jie)是(shi)全雙工的(de)(de)，因(yin)此每(mei)個方向都必須單獨(du)進行(xing)關(guan)閉。這個原則(ze)是(shi)當一(yi)(yi)(yi)方完成它的(de)(de)數(shu)(shu)據發(fa)送任務后就能(neng)發(fa)送一(yi)(yi)(yi)個FIN來終止這個方向的(de)(de)連接(jie)。收到一(yi)(yi)(yi)個 FIN只意味(wei)著這一(yi)(yi)(yi)方向上沒有數(shu)(shu)據流動(dong)，一(yi)(yi)(yi)個TCP連接(jie)在收到一(yi)(yi)(yi)個FIN后仍能(neng)發(fa)送數(shu)(shu)據。先進行(xing)關(guan)閉的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)方將執(zhi)行(xing)主動(dong)關(guan)閉，而另一(yi)(yi)(yi)方被動(dong)關(guan)閉。


客(ke)戶端A發送一個(ge)FIN，用來關閉客(ke)戶A到服務器B的(de)數(shu)據傳送。
服務器B收到這個FIN，它發回一個ACK，確認序(xu)號為(wei)收到的序(xu)號加1。
服務器B關閉(bi)與(yu)客(ke)戶端(duan)A的連接，發送(song)一個(ge)FIN給客(ke)戶端(duan)A。
客戶(hu)端A發回ACK報(bao)文(wen)確認，并將確認序(xu)號設置(zhi)為收到序(xu)號加1。
三次握手(shou)和(he)四次揮手(shou)：在TCP連接中(zhong)(zhong)，服務(wu)器端的(de)SYN和(he)ACK向客戶(hu)端發送是(shi)一次性發送的(de)，而在斷開(kai)連接的(de)過(guo)程中(zhong)(zhong)， B端向A
端(duan)發(fa)送(song)(song)的(de)(de)(de)ACK和FIN是分兩次(ci)發(fa)送(song)(song)的(de)(de)(de)。因為在B端(duan)接收到A端(duan)的(de)(de)(de)FIN后(hou)， B端(duan)可能還有數據(ju)要傳(chuan)輸(shu)，所以先發(fa)送(song)(song)ACK，等B端(duan)處理完自己的(de)(de)(de)事(shi)情后(hou)就可以發(fa)送(song)(song)FIN斷開連接了(le)。


（3）、深(shen)入理解TCP連接： 


由于TCP是全雙工(gong)的(de)，因此在每一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)方向都必須單獨關閉(bi)。這原則是當一(yi)(yi)(yi)方完成它的(de)數(shu)據發送(song)任(ren)務后(hou)就能發送(song)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)FIN來終(zhong)止這個(ge)(ge)方向的(de)連接。收(shou)到一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)FIN只意味著這個(ge)(ge)方向上沒有數(shu)據流動(dong)，一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)TCP連接在接收(shou)到一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)FIN后(hou)仍能發送(song)數(shu)據。 首先(xian)進(jin)行關
閉(bi)(bi)的一方(fang)將執行主動關閉(bi)(bi)，而另一方(fang)執行被動關閉(bi)(bi)。
TCP協議(yi)的連(lian)(lian)接是全雙工連(lian)(lian)接，一個TCP連(lian)(lian)接存(cun)在雙向(xiang)的讀(du)寫(xie)通(tong)道(dao)。簡單來說，是“先關(guan)讀(du)，再(zai)關(guan)寫(xie)” ，總(zong)共需(xu)要4個階(jie)段。以客戶(hu)機(ji)發起關(guan)閉連(lian)(lian)接為例：1.服務器讀(du)通(tong)道(dao)關(guan)閉；2.客戶(hu)端(duan)(duan)寫(xie)通(tong)道(dao)關(guan)閉；3.客戶(hu)端(duan)(duan)讀(du)通(tong)道(dao)關(guan)閉；4.服務器寫(xie)通(tong)道(dao)關(guan)閉。
關(guan)閉(bi)行為是在(zai)發起(qi)方(fang)數(shu)(shu)據(ju)(ju)發送(song)完畢之后，給對(dui)(dui)方(fang)發出一個FIN（finish）數(shu)(shu)據(ju)(ju)段，直(zhi)到接(jie)收到對(dui)(dui)方(fang)發送(song)的FIN,且對(dui)(dui)方(fang)收到了(le)接(jie)收確(que)認(ren)(ren)的ACK之后，雙方(fang)的數(shu)(shu)據(ju)(ju)通(tong)信完全結束，過程中每次都需要返(fan)回(hui)確(que)認(ren)(ren)數(shu)(shu)據(ju)(ju)段ACK。


（4）、TCP使用滑動窗(chuang)口機制(zhi)來進行流(liu)量控制(zhi)。
建立(li)連(lian)接時，各端分配一個(ge)緩(huan)沖(chong)(chong)(chong)區(qu)用(yong)來存儲接收的(de)數據(ju)，并將緩(huan)沖(chong)(chong)(chong)區(qu)的(de)尺寸(cun)發送給另一端。接收方發送的(de)確認消息中包含了(le)自己剩余(yu)的(de)緩(huan)沖(chong)(chong)(chong)區(qu)尺寸(cun)。剩余(yu)緩(huan)沖(chong)(chong)(chong)區(qu)空(kong)間的(de)數量叫做(zuo)窗(chuang)口。其實就是建立(li)連(lian)接的(de)雙虎互相(xiang)知(zhi)道彼(bi)此(ci)剩余(yu)的(de)緩(huan)沖(chong)(chong)(chong)區(qu)大小。

 （5）、擁塞(sai)控制


擁塞(sai)控制(zhi)：防止過多的(de)數據注入到(dao)網路(lu)(lu)中，這(zhe)樣可以使網絡中的(de)路(lu)(lu)由器(qi)或鏈(lian)路(lu)(lu)不至于(yu)阻塞(sai)。擁塞(sai)控制(zhi)是(shi)一個全局性的(de)過程，和流(liu)(liu)量控制(zhi)不同，流(liu)(liu)量控制(zhi)是(shi)點對點的(de)控制(zhi)。

1、慢開始(shi)(shi)：發(fa)送方(fang)維持一個(ge)叫(jiao)做擁塞(sai)(sai)窗(chuang)口(kou)(kou)cwnd（congestion window）的(de)狀態變量。擁塞(sai)(sai)窗(chuang)口(kou)(kou)的(de)大小(xiao)(xiao)取決于網(wang)絡的(de)擁塞(sai)(sai)程度，并且動(dong)態的(de)變化。發(fa)送方(fang)讓自己(ji)的(de)發(fa)送窗(chuang)口(kou)(kou)等(deng)于擁塞(sai)(sai)窗(chuang)口(kou)(kou)，另外考(kao)慮到(dao)接(jie)收(shou)方(fang)的(de)接(jie)收(shou)能力，發(fa)送窗(chuang)口(kou)(kou)可(ke)能小(xiao)(xiao)于擁塞(sai)(sai)窗(chuang)口(kou)(kou)。思路就(jiu)是：不要(yao)一開始(shi)(shi)就(jiu)發(fa)送大量的(de)數(shu)據，先試探(tan)一下(xia)網(wang)絡的(de)擁塞(sai)(sai)程度，也(ye)就(jiu)是說(shuo)由小(xiao)(xiao)到(dao)大增加擁塞(sai)(sai)窗(chuang)口(kou)(kou)的(de)大小(xiao)(xiao)。


為了(le)防(fang)止cwnd增(zeng)長過(guo)大(da)引(yin)起(qi)網絡擁塞，還需要設置一個(ge)慢開始門限ssthresh狀態變量。 ssthresh的方法如下：
當(dang)cwnd < ssthresh時(shi)，開始使用慢開始算法；當(dang)cwnd > ssthresh, 改用擁(yong)塞避免(mian)算法；當(dang)cwnd = ssthresh時(shi)，慢開始與擁(yong)塞算法任意。
 2.擁(yong)塞避免：


擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)避免算法讓(rang)擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)窗(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)口緩慢增長，即每經過一(yi)個(ge)往返時間RTT就(jiu)把發(fa)送(song)方的(de)擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)窗(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)口cwnd加(jia)1，而不是(shi)加(jia)倍(bei)，這樣擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)窗(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)口按照線(xian)性規律緩慢增長。無(wu)論是(shi)在慢開始(shi)階(jie)段還(huan)是(shi)在擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)避免階(jie)段，只要發(fa)送(song)方判斷(duan)網絡出現擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)（其根據就(jiu)是(shi)沒有收到(dao)確認，雖然(ran)沒有收到(dao)確認可能(neng)是(shi)其他原(yuan)因的(de)分組丟失(shi)，但是(shi)因為?法判定，所以都當作擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)處理(li)），就(jiu)把慢開始(shi)門限設(she)置為出現擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)時的(de)發(fa)送(song)窗(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)口的(de)一(yi)半，然(ran)后把擁(yong)(yong)塞(sai)(sai)(sai)窗(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)口設(she)置為1，執行(xing)慢開始(shi)算法：

此外，還有快(kuai)速重傳和(he)快(kuai)速恢復，停止-等(deng)待協議，回退(tui)N幀(zhen)協議，選擇重傳協議等(deng)。 


二、UDP協議：


無(wu)連接協議，也稱透明協議，也位于(yu)傳(chuan)輸層。


兩者區別：


1） TCP提供(gong)面向連(lian)接(jie)的傳輸，通信前要(yao)先建立連(lian)接(jie)（三次握手機制(zhi)）； UDP提供(gong)無連(lian)接(jie)的傳輸，通信前不需要(yao)建立連(lian)接(jie)。
2） TCP提供可靠的(de)傳(chuan)輸（有序，無差錯(cuo)，不丟失(shi)，不重復(fu)）； UDP提供不可靠的(de)傳(chuan)輸。
3） TCP面向字(zi)節流的傳輸(shu)，因(yin)此它能將信(xin)息分(fen)割成組，并在接收端將其重組； UDP是面向數據報的傳輸(shu)，沒有(you)分(fen)組開銷。
4） TCP提供擁塞控(kong)(kong)制和流量(liang)(liang)控(kong)(kong)制機(ji)制； UDP不提供擁塞控(kong)(kong)制和流量(liang)(liang)控(kong)(kong)制機(ji)制。




三、長連接(jie)和短(duan)連接(jie)


       HTTP的長(chang)(chang)連接(jie)和短(duan)連接(jie)本質上是(shi)TCP長(chang)(chang)連接(jie)和短(duan)連接(jie)。HTTP屬于應用(yong)層(ceng)協(xie)議(yi)，在傳輸層(ceng)使用(yong)TCP協(xie)議(yi)，在網(wang)絡(luo)(luo)層(ceng)使用(yong)IP協(xie)議(yi)。 IP協(xie)議(yi)主要解決(jue)網(wang)絡(luo)(luo)路由(you)和尋址問(wen)題，TCP協(xie)議(yi)主要解決(jue)如何(he)在IP層(ceng)之(zhi)上可(ke)靠地(di)傳遞數據包(bao)，使得網(wang)絡(luo)(luo)上接(jie)收端收到發(fa)送端所發(fa)出的所有包(bao)，并且順序與(yu)發(fa)送順序一致。TCP協(xie)議(yi)是(shi)可(ke)靠的、面向連接(jie)的。


在HTTP/1.0中默認使用短連(lian)接。也就是說，客(ke)(ke)戶(hu)端(duan)和服務器每進行一次HTTP操作，就建立(li)(li)一次連(lian)接，任務結束就中斷連(lian)接。當客(ke)(ke)戶(hu)端(duan)瀏(liu)覽器訪問的(de)某個HTML或其(qi)他類型的(de)Web頁中包含有其(qi)他的(de)Web資源(yuan)（如JavaScript文(wen)件、圖(tu)像文(wen)件、CSS文(wen)件等），每遇到這樣一個Web資源(yuan)，瀏(liu)覽器就會重新建立(li)(li)一個HTTP會話。


而從HTTP/1.1起，默(mo)認使(shi)用(yong)(yong)長連接(jie)，用(yong)(yong)以保持連接(jie)特性。使(shi)用(yong)(yong)長連接(jie)的HTTP協議(yi)，會在響應頭加入(ru)這行(xing)代碼：


Connection:keep-alive
在使(shi)用(yong)長連(lian)(lian)(lian)(lian)接的情況(kuang)下，當一(yi)個(ge)(ge)(ge)網(wang)頁打開完(wan)成后，客(ke)戶(hu)端和服(fu)務(wu)器之(zhi)間(jian)用(yong)于傳輸HTTP數據的TCP連(lian)(lian)(lian)(lian)接不會關(guan)閉，客(ke)戶(hu)端再次訪問這(zhe)個(ge)(ge)(ge)服(fu)務(wu)器時(shi)，會繼續(xu)使(shi)用(yong)這(zhe)一(yi)條已經建(jian)立(li)的連(lian)(lian)(lian)(lian)接。Keep-Alive不會永(yong)久保持(chi)(chi)連(lian)(lian)(lian)(lian)接，它有一(yi)個(ge)(ge)(ge)保持(chi)(chi)時(shi)間(jian)，可以在不同的服(fu)務(wu)器軟件（如Apache）中設(she)定這(zhe)個(ge)(ge)(ge)時(shi)間(jian)。實現長連(lian)(lian)(lian)(lian)接需要客(ke)戶(hu)端和服(fu)務(wu)端都支持(chi)(chi)長連(lian)(lian)(lian)(lian)接。


HTTP協(xie)議的長連接(jie)(jie)和(he)短連接(jie)(jie)，實質(zhi)上(shang)是TCP協(xie)議的長連接(jie)(jie)和(he)短連接(jie)(jie)。