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IP:把数据包送达目的主机
数据包要在互联网上进行传输,就要符合网际协议(Internet Protocol,简称IP)标准
IP头是IP数据包开头的信息,包含IP版本、源IP地址、目标IP地址、生存时间等信息
数据从主机A到主机B的过程:
UDP:把数据包送达应用程序
IP是非常底层的协议,只负责把数据包传送到对方电脑。需要基于IP之上开发能和应用打交道的协议,最常见的是“用户数据包协议(User Datagram Protocol)”,简称UDP
UDP中一个最重要的信息是端口号,每个想访问网络的程序都需要绑定一个端口号。通过端口号UDP就能把指定的数据包发送给指定的程序了,所以IP通过IP地址信息把数据包发送给指定的电脑,而UDP通过端口号把数据包分发给正确的程序。和IP头一样,端口号会被装进UDP头里面,UDP头再和原始数据包合并组成新的UDP数据包。UDP头中除了目的端口,还有源端口号等信息
数据包从主机A旅行到主机B的路线:
上层将数据包交给传输层;
传输层会在数据包前面附加上UDP头,组成新的UDP数据包,再将新的UDP数据包交给网络层;
网络层再将IP头附加到数据包上,组成新的IP数据包,并交给底层;
数据包被传输到主机B的网络层,在这里主机B拆开IP头信息,并将拆开来的数据部分交给传输层;
在传输层,数据包中的UDP头会被拆开,并根据UDP中所提供的端口号,把数据部分交给上层的应用程序;
最终,数据包就旅行到了主机B上层应用程序这里
UDP的优点:
UDP不能保证数据可靠性,但是传输速度却非常快
UDP的缺点:
虽然UDP可以校验数据是否正确,但是对于错误的数据包,UDP并不提供重发机制,只是丢弃当前的包,而且UDP在发送之后也无法知道是否能达到目的地。
TCP:把数据完整地送达应用程序
TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。相对于UDP,TCP有下面两个特点:
TCP单个数据包的传输流程和UDP流程差不多,不同的地方在于,通过TCP头的信息保证了一块大的数据传输的完整性。 TCP头除了包含了目标端口和本机端口号外,还提供了用于排序的序列号,以便接收端通过序号来重排数据包。
TCP连接过程
包括了“建立连接”“传输数据”和“断开连接”三个阶段。
所谓三次握手(Three-way Handshake),是指建立一个 TCP 连接时,需要客户端和服务器总共发送3个包。 三次握手的目的是连接服务器指定端口,建立 TCP 连接,并同步连接双方的序列号和确认号,交换 TCP 窗口大小信息。
客户端发送一个 TCP 的 SYN 标志位置1的包,指明客户端打算连接的服务器的端口,以及初始序号 X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。 发送完毕后,客户端进入 SYN_SEND 状态。
服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择自己 ISN 序列号,放到 Seq 域里,同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1,即X+1。 发送完毕后,服务器端进入 SYN_RCVD 状态。
客户端再次发送确认包(ACK),SYN 标志位为0,ACK 标志位为1,并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方,并且在数据段放写ISN的+1 发送完毕后,客户端进入 ESTABLISHED 状态,当服务器端接收到这个包时,也进入 ESTABLISHED 状态,TCP 握手结束。
TCP 的连接的拆除需要发送四个包,因此称为四次挥手(Four-way handshake),也叫做改进的三次握手。客户端或服务器均可主动发起挥手动作,在 socket 编程中,任何一方执行 close() 操作即可产生挥手操作。
假设客户端想要关闭连接,客户端发送一个 FIN 标志位置为1的包,表示自己已经没有数据可以发送了,但是仍然可以接受数据。发送完毕后,客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。
服务器端确认客户端的 FIN 包,发送一个确认包,表明自己接受到了客户端关闭连接的请求,但还没有准备好关闭连接。 发送完毕后,服务器端进入 CLOSE_WAIT 状态,客户端接收到这个确认包之后,进入 FIN_WAIT_2 状态,等待服务器端关闭连接。
服务器端准备好关闭连接时,向客户端发送结束连接请求,FIN 置为1。 发送完毕后,服务器端进入 LAST_ACK 状态,等待来自客户端的最后一个ACK。
客户端接收到来自服务器端的关闭请求,发送一个确认包,并进入 TIME_WAIT状态,等待可能出现的要求重传的 ACK 包。 服务器端接收到这个确认包之后,关闭连接,进入 CLOSED 状态。
客户端等待了某个固定时间(两个最大段生命周期,2MSL,2 Maximum Segment Lifetime)之后,没有收到服务器端的 ACK ,认为服务器端已经正常关闭连接,于是自己也关闭连接,进入 CLOSED 状态。
“FP(First Paint)”,是指从页面加载到首次开始绘制的时长。 那什么影响FP指标呢?其中一个重要的因素是网络加载速度。 不管你是使用HTTP,还是使用WebSocket,它们都是基于TCP/IP的,如果你对这些原理有足够了解,也就清楚如何去优化Web性能,或者能更轻松地定位Web问题了
互联网中的数据是通过数据包来传输的。如果发送的数据很大,那么该数据就会被拆分为很多小数据包来传输。