应用层——HTTP协议
URL：平时俗称的“网址”就是URL。



像 / ? : 等这样的字符, 已经被url当做特殊意义理解了. 因此这些字符不能随意出现.

比如, 某个参数中需要带有这些特殊字符, 就必须先对特殊字符进行转义

转义的规则如下:  将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY 格式（"+" 被转义成了 “%2B”）。

HTTP协议格式

HTTP请求：

首行: [方法] + [url] + [版本]

Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\n分隔;遇到空行表示Header部分结束Body: 空行后面的内容都是Body.

Body允许为空字符串. 如果Body存在, 则在Header中会有一个ContentLength属性来标识Body的长度.

HTTP响应：

首行: [版本号] + [状态码] + [状态码解释]

Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\n分隔;遇到空行表示Header部分结束

Body: 空行后面的内容都是Body. Body允许为空字符串. 如果Body存在, 则在Header中会有一个ContentLength属性来标识Body的长度; 如果服务器返回了一个html页面, 那么html页面内容就是在body中.

最常用的HTTP方法是GET方法和POST方法

HTTP的状态码:2xx访问成功，3xx重定向，4xx客户端错误，5xx服务器错误



最常见的状态码, 比如 200(OK), 404(Not Found), 403(Forbidden), 302(Redirect, 重定向), 504(Bad Gateway)
传输层——负责数据能够从发送端传输接收端，UDP协议
只需要关注发送者和接收者就可以了，中间传输过程一概不管

端口号：Port，标识了一个主机上进行通信的不同的应用程序

端口号范围划分：

0 - 1023: 知名端口号, HTTP, FTP, SSH等这些广为使用的应用层协议, 他们的端口号都是固定的.

1024 - 65535: 操作系统动态分配的端口号. 客户端程序的端口号, 就是由操作系统从这个范围分配的.

有些服务器是常用的, 为了使用方便, 便约定一些常用的服务器,使用固定的端口号:

ssh服务器——使用22端口

ftp服务器——使用21端口

telnet服务器——使用23端口

http服务器——使用80端口

https服务器——使用44端口

两个协议都是全双工（双向通信）

UDP协议

UDP 比较简单：无连接，不可靠，面向对象，传输效率更高一些



TCP协议——传输控制协议

TCP 比较复杂：有连接，可靠传输 发送者可以感知到失败，面向字节流

1.可靠传输

2.尽可能提高传输机制

连接管理机制：在正常情况下, TCP要经过三次握手建立连接, 四次挥手断开连接

三次握手



一来一回中间2个可以合并.

状态变化：

1.LISTEN状态（服务器）：手机打开，信号良好

2.ESTABLISHED（客户端/服务端）：电话拨通对方接听了

四次挥手



双方各自向对方发送FIN，在各自向对方发送ACK，中间的两次交互可以合并。

状态变化：

1.CLOSE_WAIT：收到第一个FIN的的一方进入CLOSE_WAIT，是为了等待代码中调用关闭方法如果你发现有大量CLOSE_WAIT，是因为有bug，没有调用close方法

2.TIME_WAIT：主动断开连接的一方进入TIME_WAIT状态，存在的意义是一旦最后一个ACK丢包，可以有机会重传

TIME_WAIT存在一定时间，在超出这个时间之后，TIME_WAIT状态才会真正消失，释放对应链接

滑动窗口

窗口的含义：不等待ACK的情况下最多发多少数据

滑动的含义：每次收到ACK的同时，就继续往后发下一组数据

窗口越大，传输效率越高

窗口也不能无限大，过大影响可靠性

滑动窗口如果丢包，采用快速重传的方式来进行重传，快速重传本质就是超时重传，只传送真正丢包的数据

流量控制

窗口越大，传输效率越高，不能无限大，太大可能接收端处理不过来

如果生产速度超度了消费速度，接收缓冲区的内容越积越多，达到一定程度缓冲区满了，再有数据传输就会丢包

使用接收缓冲区空余空间大小，用这个指标衡量接收端处理能力，通过这个指标来控制发送端的窗口大小（发送速度）

使用接收缓冲区空余空间大小，作为TCP协议报头的窗口大小，这个值就是发送端滑动窗口大小的一个建议值

阻塞控制

窗口不能无限大，即使接收端处理速度很快，也可能因为网络环境不佳导致数据丢包

最终的滑动窗口大小是由 流量控制和 拥塞控制 共同决定的

拥塞窗口：拥塞控制机制所建议的窗口大小，从一个较小的数字开始，如果网络畅通，放大窗口大小，如果网络丢包，缩小

滑动窗口的最终值就是流量控制窗口和拥塞窗口的较小值

慢开始：刚开始传输时拥塞窗口设置的小一些

延时应答提高传输效率

在可靠性基础上，尽量提高窗口大小

和滑动窗口以及流量控制相关，流量孔子需要在ACK中反馈接受缓冲区剩余的空间的大小，此时采用策略

捎带应答

建立在延时应答的基础上，内核反馈ACK实际和程序反馈响应的时机合二为一，通过同一个数据报告同时带上两方面的信息

面向字节流

粘包问题：由于面向字节流读取数据方式没有具体的约定，很难直接获取到一个完整的应用层数据报

解决只能从应用层入手：只要在应用层协议设定的时候，明确包的界限就可以了

1.指定分隔符

2.指定包的长度

异常情况

1.程序异常结束（没啥影响，四次挥手完成）

2.系统关机

3.主机掉电/拔网线（a掉电的是接收方，发送方触发超时重传，尝试重新建立连接，彻底释放连接

b掉电的是发送方，接送方如果一直收不到数据，达到一定时间之后，就会给对方发送一个“心跳包”，如果没有心跳了，就会重新建立连接，如果建立失败，彻底释放连接）
TCP和UCP 对比

1.需要可靠传输，优先考虑TCP

2.传输的单个数据比较大，优先考虑TCP

3.对性能要求很高，可靠性要求不高，优先考虑UCP

4.需要实现广播，优先考虑UDP
网络层——IP协议
主机: 配有IP地址, 但是不进行路由控制的设备;

路由器: 即配有IP地址, 又能进行路由控制; 节点: 主机和路由器的统称.

网段划分

IP地址(通过一个整数来表示一个地址)分为两个部分, 网络号和主机号

网络号: 保证相互连接的两个网段具有不同的标识;.

主机号: 同一网段内, 主机之间具有相同的网络号, 但是必须有不同的主机号.

通过合理设置主机号和网络号, 就可以保证在相互连接的网络中, 每台主机的IP地址都不相同.

IP地址不够用问题：

1.动态分配，上网分配

2. NAT机制，很多主机共用一个IP地址，路由器根据端口号来进一步区分

3.IPv6彻底解决问题
数据链路层——用于两个设备(同一种数据链路节点)之间进行传递.

	

TCP/IP协议层图
TCP/IP协议层所处位置
数据发送的过程：封装
应用层：应用程序(app)把应用层协议内容以应用层首部的形式封装成数据data，从应用层送给传输层
传输层：收到应用层的数据data，把data作为传输层的payload(有效数据)，把传输层协议内容(tcp/udp，scrPort，dstPort(和目标程序的子进程绑定)等)以传输层首部transHeader的形式，添加到传输层的payload前面，封装成transHeader+data，送给网络层
网络层：收到传输层数据transportHeader+data，把transportHeader+data作为网络层的payload，把网络层协议内容(ipv4/ipv6，scrIP，dstIP，protocol(表明上层传输层的类型tcp/udp)等)以网络层首部ipHeader的形式，添加到网络层的payload前面，封装成ipHeader+transHeader+data，送给数据链路层
数据链路层：收到网络层数据ipHeader+transHeader+data，把ipHeader+transHeader+data作为数据链路层的payload，把链路层协议内容(scrMac，dstMac，type(表明上层网络层的类型arp/ipv4/ipv6)等)以链路层首部macHeader的形式，添加到链路层的payload前面，封装成macHeader+ipHeader+transHeader+data，通过网卡发到物理层上
数据接收的过程：解封装
数据链路层：网卡从物理层上接收数据macHeader+ipHeader+transHeader+data，在链路层解封装链路层首部macHeader，找到dstMac，和自己的mac地址判断是否相同，不同则丢弃，相同说明是发给自己的包，根据type通知网络层的正确的子程序(arp/ipv4/ipv6)来取链路层的payload，即ipHeader+transHeader+data
网络层：网络层子程序取到数据后，解封装网络层首部ipHeader，匹配dstIP和自己的IP地址，不同则丢弃，一致则根据protocol通知传输层的正确的子程序(tcp/udp)来取网络层的payload，即transHeader+data
传输层：传输层子程序取到数据后，解封装传输层首部transHeader，首先会计算校验和checksum，错误则丢弃，正确则根据dstPort通知绑定的子进程来取传输层的payload，即data
应用层：子进程取到数据后，交给对应的目标应用程序处理
报文数据结构

详细说明一下，osi模型从第7层到第1层依次是： 

        第7层 应用层：OSI中的最高层。为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造业报文规范MMS、目录服务DS等协议； 

　　第6层 表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能； 

　　第5层 会话层：—在两个节点之间建立端连接。为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式 ； 

　　第4层 传输层：—常规数据递送－面向连接或无连接。为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务； 

　　第3层 网络层：—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。它包括通过互连网络来路由和中继数据 ； 

　　第2层 数据链路层：—在此层将数据分帧，并处理流控制。屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址； 

　　第1层 物理层：处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。 

　　数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。 

　　上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。 

　　数据在发至数据流层的时候将被拆分。 

　　在传输层的数据叫段， 

       网络层叫包， 

       数据链路层叫帧， 

       物理层叫比特流，这样的叫法叫PDU（协议数据单元）

TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统。从下到上分别是：链路层，网络层，运输层和应用层。

链路层（数据链路层或网络接口层）：通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。

网络层：处理分组在网络中的活动；在TCP/IP协议族中，网络层包括IP协议（网际协议），ICMP协议（Internet互联网控制报文协议），IGMP（Internet组管理协议）。

运输层：主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。两个传输协议：TCP（传输控制协议），UDP（用户数据协议）。

应用层：处理特定的应用程序细节。通用的应用程序包括：Telnet远程登录；FTP文件传输协议；SMTP简单邮件传送协议；SNMP简单网络管理协议等。

IP地址长32bit。在IP首部有一个长度8bit的数值，称作协议域。（其中1表示ICMP；2表示IGMP；6表示TCP协议；17表示UDP协议）

数据链路层的功能：

1.为IP模块发送和接受IP数据报

2.为ARP模块发送ARR请求和接受ARP应答

3.为RARP发送RARP请求和接受RARP应答

链路层的协议：以太网链路层协议；两个串行接口链路层协议（SLIP和PPP点对点协议）

以太网以CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路接入）的媒体方法接入。

最大传输单元MTU

路径MTU