TCP/UDP简单介绍和三次握手

TCP和UDP的区别

1. TCP面向连接，UDP无连接
2. TCP基于字节流，UDP基于报文
3. TCP有流量控制和拥塞控制，UDP的吞吐量之取决于数据生成率、传输带宽
4. TCP可靠按序交付，UDP尽可能最大交付且乱序
5. TCP全双工点对点通信，UDP可以一对一，一对多，多对一，多对多

三次握手四次分手原因分析

TCP通过三次握手来建立连接，通过四次回收来端开连接
TCP三次握手的主要原因：

1. 避免历史连接：
   三次握手的首要原因是为了防止旧的重复连接初始化造成混乱。现在有一种情景，就的package 比带有最新序号的package优先到达了服务端。服务端就会恢复旧的包的序列号+1， 客户端通过ack就知道数据到达的顺序是由问题的，这是一个历史连接（序列号过期或者超时）， 客户端就会发送RST报文给服务端，表示终止这一次连接。
   如果是历史连接，则第三次握手发送的报文时RST报文，以此终止历史连接；
   如果不是历史连接，则第三次发送的报文是 ACK 报文，通信双方就会成功建立连接；
2. 用于同步双方初始序列号：
   发送初始序列号之后，需要对方发送ack来进行序列号的同步应答，以来一回才可以保证双方的序列号能被可靠的同步。4次握手可以简化为三次握手，因为 在服务器进行应答的同时可以发送初始化序列号进行同步。
   两次握手只能保证一方的初始序列号能被对方成功接收，没有办法保证双方的初始学列号都能被确认接受。
3. 避免资源浪费
   如果只有「两次握手」，当客户端的 SYN 请求连接在网络中阻塞，客户端没有接收到 ACK 报文，就会重新发送 SYN ，由于没有第三次握手，服务器不清楚客户端是否收到了自己发送的建立连接的 ACK 确认信号，所以每收到一个 SYN 就只能先主动建立一个连接，这会造成什么情况呢？
   如果客户端的 SYN 阻塞了，重复发送多次 SYN 报文，那么服务器在收到请求后就会建立多个冗余的无效链接，造成不必要的资源浪费

为什莫是3次握手：

- 3次握手时连接双方都确认自己和对方有手法能力的最少握手次数- 若只握手2次，服务器端在接受到客户点的请求就打开连接， 可能受到网络中的失败请求而误打开连接，造成资源浪费；- 若3第三次握手失败，服务器会关闭连接，防止SYN DDOS攻击

为什莫是4次挥手：

当服务器收到客户端的关闭请求时，先相应ACK信号表示自己收到了客户端的请求，再将自己需要发给客户端的数据发完，最后再发送FIN信号表示自己的数据传输完毕。ACK和FIN 分开相应使得挥手比握手多了一次。

不使用【两次握手】和【四次握手】

• 【两次握手】：无法防止历史连接的建立，会造成双方自愿的浪费，页无法可靠的同步双方序列号；
• 【四次握手】：三次握手就已经理论上最少可靠连接建立，所以不需要使用更多的通信次数。

为什莫客户端要等待2MSL再关闭连接：

1. 为了防止客户端的最后一个ACK没有到达服务器， 使得服务器端一直未关闭连接，此时客户端还能重新发送ACK给服务器， 并且重启2MSL计时器；MSL(Maximum Segment Lifetime)报文最大生存时间，它是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。Linux系统中，2MSL默认时长为60秒
2. 为了让这次连接中的所有消息都消失在网络中，防止新的连接收到旧的失效请求(会触发TCP的拥塞控制，流量控制机制， 影响效率)

为什莫需要TIME-WAIT状态：

1. 防止具有相同「四元组」的「旧」数据包被收到；
2. 保证「被动关闭连接」的一方能被正确的关闭，即保证最后的 ACK 能让被动关闭方接收，从而帮助其正常关闭；

从输入URL回车之后都发生了什么

从输入URL到页面展示分为一下步骤

1. 输入域名
2. 根据域名让DNS取解析查询其IP
3. 通过IP地址鱼服务器建立TCP连接
4. 客户端向服务端发送HTTP请求，如果服务器返回301重定向， 浏览器根据response 中header 的location再次发送请求
5. 服务器接收到请求并相应HTTP请求， 处理请求生成html代码。返回给浏览器
6. 浏览器开始解析渲染页面并显示
7. 关闭连接

输入地址
在浏览器中输入网址的时候，浏览器会从本地浏览器换从中查询你输入的内容，如果有缓存过就直接将页面返回给你。

DNS
DNS（Domain Name System）服务是应用层的协议。他是一个域名和IP向映射的一个表。你的主机会拿着申请访问的域名去查询每一张表。从本地ISP DNS开始，没有就递归查找询问DNS跟服务器。找到了就会返回给客户端IP地址。
DNS就是让你去获取资源所在IP地址，当大量的用户同一时间去查询的时候就需要DNS负载均衡，它负责合理安排资源的分配根据用户请求的所在地。CDN(Content Delivery Network)

TCP连接
建立TCP连接
掠过…

发送HTTP请求 和 接受HTTP response
将reponse中的信息进行缓存， 包括了Cookie， Cache-Expire， LastModify 等服务端想要提供的信息
略过。。。。。。

渲染页面
在浏览器没有完整接受全部 HTML 文档时，它就已经开始显示这个页面了，不同浏览器可能解析的过程不太一样，这里我们只介绍 WebKit 的渲染过程。

1. 解析HTML，构建 DOM 树
2. 解析 CSS ，生成 CSS 规则树
3. 合并 DOM 树和 CSS 规则，生成 render 树
4. 布局 render 树（ Layout / reflow ），负责各元素尺寸、位置的计算
5. 绘制 render 树（ paint ），绘制页面像素信息
6. 浏览器会将各层的信息发送给 GPU，GPU 会将各层合成（ composite ），显示在屏幕上

需要注意的是，这是一个渐进的过程，呈现引擎为了力求显示的及时，会在文档请求不完全的情况下就开始渲染页面，同时，如果在解析的过程中遇到script的时候，文档的解析将会停止下来，立即解析执行脚本，如果脚本是外部的，则会等待请求完成并解析执行。所以，为了不阻塞页面地呈现，一般会把script脚本放在文档的最后。

关闭TCP连接, 4次挥手
现在的页面为了优化请求的耗时，默认都会开启持久连接（keep-alive），那么一个TCP连接确切关闭的时机，是这个tab标签页关闭的时候。这个关闭的过程就是著名的四次挥手。关闭是一个全双工的过程，发包的顺序的不一定的。一般来说是客户端主动发起的关闭，过程如下。

假如最后一次客户端发出的数据seq = x, ack = y;

• 客户端发送一个FIN置为1的包，ack = y， seq = x + 1，此时客户端的状态为 FIN_WAIT_1
• 服务端收到包后，状态切换为CLOSE_WAIT发送一个ACK为1的包， ack = x + 2。客户端收到包之后状态切换为FNI_WAIT_2
• 服务端处理完任务后，向客户端发送一个 FIN包，seq = y; 同时将自己的状态置为LAST_ACK
• 客户端收到包后状态切换为TIME_WAIT，并向服务端发送ACK包，ack = y + 1，等待2MSL后关闭连接。为什么客户端等待2MSLMSL: 全程Maximum Segment Lifetime，中文可以翻译为报文最大生存时间。等待是为了保证连接的可靠性，确保服务端收到ACK包，如果服务端没有收到这个ACK包，将会重发FIN包给客户端，而这个时间刚好是服务端等待超时重发的时间 + FIN的传输时间。

在上层应用准备发送数据的时候，操作系统内核发生的事情

在这个过程中起着重要作用的是TCB模块。 当应用希望些数据的时候，先将数据放入到一个传冲去，然后根据算法flush之后发送到网卡中。网卡收到数据时， 数据包要先经过如下几步：

1. 数据包先经过网卡校验正确
2. 数据链路层根据报文头的类型给不同的上层类型（IP 或者其他）， 并且一处数据链路层的报文头
3. IP层也先进行校验， 然后根据IP报文头选择不同的类型(TCP或者UDP)， 然后移除IP报文头， 将剩余的数据发送到相应的处理程序(tcp或者udp)
4. 到了TCP层，处理程序此时根据TCP首部中的端口号选择socket， 并且将缓存区的数据拷贝进去

每个socket都有TCB（发送缓冲区，接受缓冲区，和其他控制或者表示结构）。网卡传输数据流， 当交给应用层上层的时候会改变数据结构。 Socket连接使用TCP连接， 四元组就是一对连接的唯一标识（源IP, 目的IP， 源port， 目的port）。

当网卡收到数据之后，首先经过校验没有错误之后，通过DMA直接发送到内存缓冲区中，然后给CPU发送一个中断信号，通知操作系统一个数据包到了。在操作系统获悉到一个数据包来到之后，就利用中断函数来一步步执行并解析数据包，知道TCP层，到了TCP层，TCP要决定将数据包发给那个socket的接收缓冲区。
怎么找？这里TCP就是利用连接四元组，并以这个四元组为key，查找hash表找到对应的socket的socket结构指针，并利用该指针找到对应socket的接收缓冲区，并将载荷数据拷贝进去