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一、TCP協(xié)議：


       位于傳輸層， 提供可靠的字節(jié)流服務(wù)。所謂的字節(jié)流服務(wù)（Byte Stream Service） 是指， 為了方便傳輸， 將大塊數(shù)據(jù)分割成以報(bào)文段（segment） 為單位的數(shù)據(jù)包進(jìn)行管理。 而可靠的傳輸服務(wù)是指， 能夠把數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠地傳給對(duì)方。 即TCP 協(xié)議為了更容易傳送大數(shù)據(jù)才把數(shù)據(jù)分割， 而且 TCP 協(xié)議能夠確認(rèn)數(shù)據(jù)最終是否送達(dá)到對(duì)方。所以，TCP連接相當(dāng)于兩根管道（一個(gè)用于服務(wù)器到客戶端，一個(gè)用于客戶端到服務(wù)器），管道里面數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)字節(jié)碼傳輸，傳輸是有序的，每個(gè)字節(jié)都是一個(gè)一個(gè)來(lái)傳輸。


(1)、三次握手：握手過(guò)程中使用了 TCP 的標(biāo)志（flag） —— SYN（synchronize） 和ACK（acknowledgement） 。


第一次握手：建立連接時(shí)，客戶端A發(fā)送SYN包（SYN=j）到服務(wù)器B，并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器B確認(rèn)。
第二次握手：服務(wù)器B收到SYN包，必須確認(rèn)客戶A的SYN（ACK=j+1），同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此時(shí)服務(wù)器B進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。

第三次握手：客戶端A收到服務(wù)器B的SYN＋ACK包，向服務(wù)器B發(fā)送確認(rèn)包ACK（ACK=k+1），此包發(fā)送完畢，完成三次握手。

若在握手過(guò)程中某個(gè)階段莫名中斷， TCP 協(xié)議會(huì)再次以相同的順序發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包。
 （2）、四次揮手：由于TCP連接是全雙工的，因此每個(gè)方向都必須單獨(dú)進(jìn)行關(guān)閉。這個(gè)原則是當(dāng)一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后就能發(fā)送一個(gè)FIN來(lái)終止這個(gè)方向的連接。收到一個(gè) FIN只意味著這一方向上沒(méi)有數(shù)據(jù)流動(dòng)，一個(gè)TCP連接在收到一個(gè)FIN后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。先進(jìn)行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉，而另一方被動(dòng)關(guān)閉。


客戶端A發(fā)送一個(gè)FIN，用來(lái)關(guān)閉客戶A到服務(wù)器B的數(shù)據(jù)傳送。
服務(wù)器B收到這個(gè)FIN，它發(fā)回一個(gè)ACK，確認(rèn)序號(hào)為收到的序號(hào)加1。
服務(wù)器B關(guān)閉與客戶端A的連接，發(fā)送一個(gè)FIN給客戶端A。
客戶端A發(fā)回ACK報(bào)文確認(rèn)，并將確認(rèn)序號(hào)設(shè)置為收到序號(hào)加1。
三次握手和四次揮手：在TCP連接中，服務(wù)器端的SYN和ACK向客戶端發(fā)送是一次性發(fā)送的，而在斷開(kāi)連接的過(guò)程中， B端向A
端發(fā)送的ACK和FIN是分兩次發(fā)送的。因?yàn)樵贐端接收到A端的FIN后， B端可能還有數(shù)據(jù)要傳輸，所以先發(fā)送ACK，等B端處理完自己的事情后就可以發(fā)送FIN斷開(kāi)連接了。


（3）、深入理解TCP連接： 


由于TCP是全雙工的，因此在每一個(gè)方向都必須單獨(dú)關(guān)閉。這原則是當(dāng)一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后就能發(fā)送一個(gè)FIN來(lái)終止這個(gè)方向的連接。收到一個(gè)FIN只意味著這個(gè)方向上沒(méi)有數(shù)據(jù)流動(dòng)，一個(gè)TCP連接在接收到一個(gè)FIN后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。 首先進(jìn)行關(guān)
閉的一方將執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉，而另一方執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉。
TCP協(xié)議的連接是全雙工連接，一個(gè)TCP連接存在雙向的讀寫(xiě)通道。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，是“先關(guān)讀，再關(guān)寫(xiě)” ，總共需要4個(gè)階段。以客戶機(jī)發(fā)起關(guān)閉連接為例：1.服務(wù)器讀通道關(guān)閉；2.客戶端寫(xiě)通道關(guān)閉；3.客戶端讀通道關(guān)閉；4.服務(wù)器寫(xiě)通道關(guān)閉。
關(guān)閉行為是在發(fā)起方數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后，給對(duì)方發(fā)出一個(gè)FIN（finish）數(shù)據(jù)段，直到接收到對(duì)方發(fā)送的FIN,且對(duì)方收到了接收確認(rèn)的ACK之后，雙方的數(shù)據(jù)通信完全結(jié)束，過(guò)程中每次都需要返回確認(rèn)數(shù)據(jù)段ACK。


（4）、TCP使用滑動(dòng)窗口機(jī)制來(lái)進(jìn)行流量控制。
建立連接時(shí)，各端分配一個(gè)緩沖區(qū)用來(lái)存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)，并將緩沖區(qū)的尺寸發(fā)送給另一端。接收方發(fā)送的確認(rèn)消息中包含了自己剩余的緩沖區(qū)尺寸。剩余緩沖區(qū)空間的數(shù)量叫做窗口。其實(shí)就是建立連接的雙虎互相知道彼此剩余的緩沖區(qū)大小。

 （5）、擁塞控制


擁塞控制：防止過(guò)多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)路中，這樣可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不至于阻塞。擁塞控制是一個(gè)全局性的過(guò)程，和流量控制不同，流量控制是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制。

1、慢開(kāi)始：發(fā)送方維持一個(gè)叫做擁塞窗口cwnd（congestion window）的狀態(tài)變量。擁塞窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并且動(dòng)態(tài)的變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口，另外考慮到接收方的接收能力，發(fā)送窗口可能小于擁塞窗口。思路就是：不要一開(kāi)始就發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，先試探一下網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，也就是說(shuō)由小到大增加擁塞窗口的大小。


為了防止cwnd增長(zhǎng)過(guò)大引起網(wǎng)絡(luò)擁塞，還需要設(shè)置一個(gè)慢開(kāi)始門(mén)限ssthresh狀態(tài)變量。 ssthresh的方法如下：
當(dāng)cwnd < ssthresh時(shí)，開(kāi)始使用慢開(kāi)始算法；當(dāng)cwnd > ssthresh, 改用擁塞避免算法；當(dāng)cwnd = ssthresh時(shí)，慢開(kāi)始與擁塞算法任意。
 2.擁塞避免：


擁塞避免算法讓擁塞窗口緩慢增長(zhǎng)，即每經(jīng)過(guò)一個(gè)往返時(shí)間RTT就把發(fā)送方的擁塞窗口cwnd加1，而不是加倍，這樣擁塞窗口按照線性規(guī)律緩慢增長(zhǎng)。無(wú)論是在慢開(kāi)始階段還是在擁塞避免階段，只要發(fā)送方判斷網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞（其根據(jù)就是沒(méi)有收到確認(rèn)，雖然沒(méi)有收到確認(rèn)可能是其他原因的分組丟失，但是因?yàn)?法判定，所以都當(dāng)作擁塞處理），就把慢開(kāi)始門(mén)限設(shè)置為出現(xiàn)擁塞時(shí)的發(fā)送窗口的一半，然后把擁塞窗口設(shè)置為1，執(zhí)行慢開(kāi)始算法：

此外，還有快速重傳和快速恢復(fù)，停止-等待協(xié)議，回退N幀協(xié)議，選擇重傳協(xié)議等。 


二、UDP協(xié)議：


無(wú)連接協(xié)議，也稱透明協(xié)議，也位于傳輸層。


兩者區(qū)別：


1） TCP提供面向連接的傳輸，通信前要先建立連接（三次握手機(jī)制）； UDP提供無(wú)連接的傳輸，通信前不需要建立連接。
2） TCP提供可靠的傳輸（有序，無(wú)差錯(cuò)，不丟失，不重復(fù)）； UDP提供不可靠的傳輸。
3） TCP面向字節(jié)流的傳輸，因此它能將信息分割成組，并在接收端將其重組； UDP是面向數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸，沒(méi)有分組開(kāi)銷。
4） TCP提供擁塞控制和流量控制機(jī)制； UDP不提供擁塞控制和流量控制機(jī)制。




三、長(zhǎng)連接和短連接


       HTTP的長(zhǎng)連接和短連接本質(zhì)上是TCP長(zhǎng)連接和短連接。HTTP屬于應(yīng)用層協(xié)議，在傳輸層使用TCP協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議。 IP協(xié)議主要解決網(wǎng)絡(luò)路由和尋址問(wèn)題，TCP協(xié)議主要解決如何在IP層之上可靠地傳遞數(shù)據(jù)包，使得網(wǎng)絡(luò)上接收端收到發(fā)送端所發(fā)出的所有包，并且順序與發(fā)送順序一致。TCP協(xié)議是可靠的、面向連接的。


在HTTP/1.0中默認(rèn)使用短連接。也就是說(shuō)，客戶端和服務(wù)器每進(jìn)行一次HTTP操作，就建立一次連接，任務(wù)結(jié)束就中斷連接。當(dāng)客戶端瀏覽器訪問(wèn)的某個(gè)HTML或其他類型的Web頁(yè)中包含有其他的Web資源（如JavaScript文件、圖像文件、CSS文件等），每遇到這樣一個(gè)Web資源，瀏覽器就會(huì)重新建立一個(gè)HTTP會(huì)話。


而從HTTP/1.1起，默認(rèn)使用長(zhǎng)連接，用以保持連接特性。使用長(zhǎng)連接的HTTP協(xié)議，會(huì)在響應(yīng)頭加入這行代碼：


Connection:keep-alive
在使用長(zhǎng)連接的情況下，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)頁(yè)打開(kāi)完成后，客戶端和服務(wù)器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接不會(huì)關(guān)閉，客戶端再次訪問(wèn)這個(gè)服務(wù)器時(shí)，會(huì)繼續(xù)使用這一條已經(jīng)建立的連接。Keep-Alive不會(huì)永久保持連接，它有一個(gè)保持時(shí)間，可以在不同的服務(wù)器軟件（如Apache）中設(shè)定這個(gè)時(shí)間。實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)連接需要客戶端和服務(wù)端都支持長(zhǎng)連接。


HTTP協(xié)議的長(zhǎng)連接和短連接，實(shí)質(zhì)上是TCP協(xié)議的長(zhǎng)連接和短連接。