lukaliou123
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2 years ago 2.OSI（Open system interconnection model）
- 物理层Physical Layer：定义网络设备接口标准，电气标准（电压），如何在物理链路上传输的更快
- 数据链路层Data Link Layer：通过差错控制，流量控制等方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路。在两个相邻节点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等）。
- 网络层Network Layer：负责选择路由最佳路径，规划IP地址（ipv4和ipv6变化只会影响网络层），拥塞控制
- 运输层Transport Layer：负责向两台主机进程之间的通信提供可靠的透明数据传输，传输层协议为不同主机上运行的进程提供逻辑通信。网络层协议负责的是提供主机间的逻辑通信：传输层协议负责的是提供进程间的逻辑通信。比如TCP和ICP协议
- 会话层Session Layer：是用户应用程序和网络之间的接口，负责在网络中的两节点之间建立、维持、终止通信。
- 表示层Presentation Layer：处理用户数据的表示问题，如数据的编码、格式转换、加密和解密和解压缩。把数据转换为能与接收者的系统格式并适合传输的格式，既让两个系统可以交换信息
- 应用层Presentation Layer:：直接为用户的应用进程提供网络通信服务，如HTTP,SMTP,FTP,DNS等
2.X（补)五层协议：
应用层（将会话层，表示层，应用层合并） 应用层(application-layer）的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用.应用层协议定义的是应用进程（进程：主机中正在运行的程序）间的通信和交互的规则.对于不同的网络应用需要不同的应用层协议。在互联网中应用层协议很多，如域名系统 DNS，支持万维网应用的 HTTP 协议，支持电子邮件的 SMTP 协议等等。我们把应用层交互的数据单元称为报文。
1.URL 输入：在浏览器中输入URL地址。
200 OK：这可能是你最想看到的状态码了，它表示请求已经成功，响应的主体部分将包含服务器返回的表示请求结果的实体。
在解释ARP工作原理之前，先解释一个概念，之前已经说过真正的数据包是要在物理设备上传输的，而直接在物理设备上传输的也不是ARP分组，ARP分组还要先封装成数据链路帧然后[物理层]才会将数据链路帧发送出去，下面来看一下数据链路帧的结构：
1.UDP和TCP的区别
UDP （用户数据报协议）是无连接的connectionless，尽最大可能交付，没有拥塞机制，面向报文（对于应用程序传下来的保温不合并也不拆分，只是添加UDP首部），支持多种交互通信应用于直播，视频 首部有八个字节 TCP（传输控制协议或Transmission control protocol）是面向连接的connection-oriented protocol，提供可靠交付，有流量控制，拥塞控制，提供全双工通信，面向字节流（把应用层） TCP首部字节有七种，包括序号，确认号，数据偏移（是什么），确认ACK，同步SYN，终止FIN，窗口
需要补充，TCP和UDP的首字节 UDP的偏移量的单位
补充：TCP和UDP的首部格式
控制位：八位从左到右分别是 CWR，ECE，URG，ACK，PSH，RST，SYN，FIN
CWR：CWR 标志与后面的 ECE 标志都用于 IP 首部的 ECN 字段，ECE 标志为 1 时，则通知对方已将拥塞窗口缩小；
ECE：若其值为 1 则会通知对方，从对方到这边的网络有阻塞。在收到数据包的 IP 首部中 ECN 为 1 时将 TCP 首部中的 ECE 设为 1；
URG：该位设为 1，表示包中有需要紧急处理的数据，对于需要紧急处理的数据，与后面的紧急指针有关；
ACK：该位设为 1，确认应答的字段有效，TCP规定除了最初建立连接时的 SYN 包之外该位必须设为 1；
PSH：该位设为 1，表示需要将收到的数据立刻传给上层应用协议，若设为 0，则先将数据进行缓存；
RST：该位设为 1，表示 TCP 连接出现异常必须强制断开连接；
SYN：用于建立连接，该位设为 1，表示希望建立连接，并在其序列号的字段进行序列号初值设定；
FIN：该位设为 1，表示今后不再有数据发送，希望断开连接。当通信结束希望断开连接时，通信双方的主机之间就可以相互交换 FIN 位置为 1 的 TCP 段。
每个主机又对对方的 FIN 包进行确认应答之后可以断开连接。不过，主机收到 FIN 设置为 1 的 TCP 段之后不必马上回复一个 FIN 包，而是可以等到缓冲区中的所有数据都因为已成功发送而被自动删除之后再发 FIN 包；
窗口：窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。
大小：1500
如果要改造UDP协议，让它可以较快同时保证准确性，怎么补充让它更加可靠？（补充）
传输层无法保证数据的可靠传输，只能通过应用层来实现了。实现的方式可以参照tcp可靠性传输的方式，只是实现不在传输层，实现转移到了应用层。
最简单的方式是在应用层模仿传输层TCP的可靠性传输。下面不考虑拥塞处理，可靠UDP的简单设计。
1、添加seq/ack机制，确保数据发送到对端 2、添加发送和接收缓冲区，主要是用户超时重传。 3、添加超时重传机制。 详细说明：送端发送数据时，生成一个随机seq=x，然后每一片按照数据大小分配seq。数据到达接收端后接收端放入缓存，并发送一个ack=x的包，表示对方已经收到了数据。发送端收到了ack包后，删除缓冲区对应的数据。时间到后，定时任务检查是否需要重传数据。
如何基于 UDP 协议实现可靠传输？ 已经有的可靠实现，QUIC协议
QUIC协议全名"Quick UDP Internet Connections"，是Google设计的一种基于UDP的、支持多路复用的、安全的传输协议，目标是提供与TLS/SSL相当的安全性，但延迟却低于TLS/SSL。 1.错误校验：UDP本身并不提供错误检查功能，所以我们可以借鉴TCP和QUIC的做法，添加校验和字段来确认数据包的正确性。数据包错误（如校验和不匹配）时会丢弃，并期待发送方重发。
2.序列号和确认号：每个发送的数据包都分配一个唯一的序列号，接收方在收到数据包后，返回一个包含相应确认号（通常是序列号+1）的ACK数据包。这样，发送方就知道其数据包已被接收。
3.丢包重传：如果发送方在一定时间内没有收到确认信息，它会假定数据包已丢失，并重新发送数据包。这个重传时间间隔应该动态调整，以适应网络条件。
4.拥塞控制：我们可以借鉴TCP和QUIC的拥塞控制算法，如慢启动、拥塞避免、快速重传等，来避免因网络拥塞导致的数据包丢失。
5.无头阻塞多路复用：正如QUIC一样，我们可以创建多个并行的“流”，每个“流”有各自独立的序列号，因此即使在一个流中的数据包丢失，也不会影响其他流的数据包的传输和处理。
6.快速握手：在建立连接时，我们可以使用QUIC的方式，缓存先前的“加密上下文”，从而使得重连只需要0-RTT。
QUIC协议与TCP相比，具有以下主要优点：
1.无头阻塞：TCP采用的是字节流模型，导致一个连接中的所有请求都在一个队列中，如果一个请求的处理过程出现了问题（例如，数据包丢失），那么它后面的所有请求都会被阻塞，即使后面的数据包已经到达。这就是著名的“队头阻塞”问题。而QUIC允许同一连接中的多个请求并行进行，因此避免了队头阻塞问题。
2.加速握手：在TCP中，新的连接需要进行三次握手，而且如果加上TLS的话，需要更多的往返通信。而QUIC协议则采用0-RTT或1-RTT的快速握手机制，大大提高了握手速度。
3.更好的拥塞控制：QUIC协议对拥塞控制有更好的处理机制。在TCP中，数据包的丢失被认为是网络拥塞的标志，但在QUIC中，丢包和网络拥塞被分开处理。
4.集成了TLS安全功能：在TCP中，安全性通常由上层的TLS协议提供，而QUIC直接在传输层协议中集成了TLS，使得安全性得到了保障。
5.更适合无线网络环境：在无线网络环境中，网络条件可能会快速变化，TCP的性能在这种情况下可能会受到影响。而QUIC的设计使其更适应这种环境。
所以，在需要高并发、低延迟、高可靠性、以及在无线网络环境下的应用，都可以考虑使用QUIC协议。这些场景包括：视频流媒体、在线游戏、VoIP等。同时，QUIC协议也被广泛用在Google的各项服务中。