网络分层模型:
TCP/IP四层模型——>(应用层)、(传输层)、(网络层)、(网络接口层)
TCP/IP五层模型——>(应用层)、(传输层)、(网络层)、(数据链路层、物理层)
OSI(开放式系统互联)——>(应用层、表示层、会话层)、(传输层)、(网络层)、(数据链路层、物理层)
TCP/IP基础:
TCP三次握手——>
第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。
第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;ACK:确认字符
第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手。
TCP四次挥手——>
第一步,当主机A的应用程序通知TCP数据已经发送完毕时,TCP向主机B发送一个带有FIN附加标记的报文段(FIN表示英文finish)。
第二步,主机B收到这个FIN报文段之后,并不立即用FIN报文段回复主机A,而是先向主机A发送一个确认序号ACK,同时通知自己相应的应用程序:对方要求关闭连接(先发送ACK的目的是为了防止在这段时间内,对方重传FIN报文段)。
第三步,主机B的应用程序告诉TCP:我要彻底的关闭连接,TCP向主机A送一个FIN报文段。
第四步,主机A收到这个FIN报文段后,向主机B发送一个ACK表示连接彻底释放。
一、HTTP1.0与HTTP 1.1的主要区别
1. 长连接
HTTP 1.0需要使用keep-alive参数来告知服务器端要建立一个长连接,而HTTP1.1默认支持长连接。
HTTP是基于TCP/IP协议的,创建一个TCP连接是需要经过三次握手的,有一定的开销,如果每次通讯都要重新建立连接的话,对性能有影响。因此最好能维持一个长连接,可以用一个长连接来发多个请求。
2.节约带宽
HTTP 1.1支持只发送header信息(不带任何body信息),如果服务器认为客户端有权限请求服务器,则返回100,否则返回401。客户端如果接收到100,才开始把请求body发送到服务器。这样当服务器返回401的时候,客户端就可以不用发送请求body了,节约了带宽。
另外HTTP还支持传送内容的一部分。这样当客户端已经有一部分的资源后,只需要跟服务器请求另外的部分资源即可。这是支持文件断点续传的基础。
3.HOST域
现在可以用web server(例如tomat),设置虚拟站点是非常常见的,也即是说,web server上的多个虚拟站点可以共享同一个ip和端口。HTTP1.0是没有host域的,HTTP1.1才支持这个参数。
二、HTTP1.1与HTTP 2.0的主要区别
HTTP 2.0的出现,相比于HTTP 1.x,大幅度的提升了web性能。在与HTTP/1.1完全语义兼容的基础上,进一步减少了网络延迟。而对于前端开发人员来说,无疑减少了在前端方面的优化工作。
下面基于HTTP 2.0协议的几个基本技术点来说明HTTP1.1与HTTP2.0的区别
1. 多路复用
允许同时通过单一的 HTTP/2 连接发起多重的请求-响应消息。
众所周知,在HTTP/1.1协议中,浏览器客户端在同一时间针对同一域名的请求有一定数据限制。超过限制数目的请求会被阻塞。
HTTP2.0使用了多路复用的技术,做到同一个连接并发处理多个请求,而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级。
当然HTTP1.1也可以多建立几个TCP连接,来支持处理更多并发的请求,但是创建TCP连接本身也是有开销的。
TCP连接有一个预热和保护的过程,先检查数据是否传送成功,一旦成功过,则慢慢加大传输速度。因此对应瞬时并发的连接,服务器的响应就会变慢。所以最好能使用一个建立好的连接,并且这个连接可以支持瞬时并发的请求。
在过去,HTTP性能优化的关键并不在于高带宽,而是低延迟。
单连接多资源的方式,减少服务端的链接压力,内存占用更少,连接吞吐量更大
由于 TCP 连接的减少而使网络拥塞状况得以改善,同时慢启动时间的减少,使拥塞和丢包恢复速度更快
2. 二进制分帧
在不改动HTTP/1.x的语义、语法、状态吗、URI以及首部字段……的情况下,HTTP/2是如何作做到“突破HTTP1.1的性能限制,改进传输性能,实现低延迟和高吞吐量”的?
关键之一就是在应用层(HTTP/2)和传输层(TCP or UDP)之间增加一个二进制分帧层。
3. 首部压缩
HTTP1.1不支持header数据的压缩,HTTP2.0使用HPACK算法对header的数据进行压缩,这样数据体积小了,在网络上传输就会更快。
4. 服务器推送
服务端推送是一种在客户端请求之前发送数据的机制。
在HTTP/2中,服务器可以对客户端的一个请求发送多个响应。
Server Push 让HTTP1.x时代使用内嵌资源的优化手段变得没有意义;
意思是说,当我们对支持HTTP2.0的web server请求数据的时候,服务器会顺便把一些客户端需要的资源一起推送到客户端,免得客户端再次创建连接发送请求到服务器端获取。这种方式非常合适加载静态资源。
服务器推送可以缓存,并且在遵循同源的情况下,不同页面之间可以共享缓存。
因此当客户端需要的数据已缓存时,客户端直接从本地加载这些资源就可以了,不用走网络,速度自然是快很多的。
TCP头结构:
1. TCP源端口(Source Port):
16位的源端口其中包含初始化通信的端口。源端口和源IP地址的作用是标示报文的返回地址。
2. TCP目的端口(Destination port):
16位的目的端口域定义传输的目的。这个端口指明报文接收计算机上的应用程序地址接口。
3. TCP序列号(序列码,Sequence Number):
32位的序列号由接收端计算机使用,重新分段的报文成最初形式。当SYN出现,序列码实际上是初始序列码(ISN),而第一个数据字节是ISN+1。这个序列号(序列码)是可以补偿传输中的 不一致。
4. TCP应答号(Acknowledgment Number):
32位的序列号由接收端计算机使用,重组分段的报文成最初形式。如果设置了ACK控制位,这个值表示一个准备接收的包的序列码。
5. 数据偏移量(HLEN):
4位包括TCP头大小,指示何处数据开始。
6.保留(Reserved):
6位值域,这些位必须是0。为了将来定义新的用途所保留。
7. 志(Code Bits):
6位标志域。表示为:紧急标志、有意义的应答标志、推、重置连接标志、同步序列号标志、完成发送数据标志。按照顺序排列是:URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。
8. 窗口(Window):
16位,用来表示想收到的每个TCP数据段的大小。
9. 校验位(Checksum):
16位TCP头。源机器基于数据内容计算一个数值,收信息机要与源机器数值结果完全一样,从而证明数据的有效性。
10. 优先指针(紧急,Urgent Pointer):
16位,指向后面是优先数据的字节,在URG标志设置了时才有效。如果URG标志没有被设置,紧急域作为填充。加快处理标示为紧急的数据段。
11. 选项(Option):
长度不定,但长度必须是一个字节。如果没有选项就表示这一个字节的域等于0。