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世界上幾乎所有的 HTTP 通信都是由 TCP/IP 承載的，TCP/IP 是全球計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都 在使用的一種常用的分組交換網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議集。客戶端應(yīng)用程序可以打開一條 TCP/IP 連 接，連接到可能運(yùn)行在世界任何地方的服務(wù)器應(yīng)用程序。一旦連接建立起來(lái)了，在客戶端 和服務(wù)器的計(jì)算機(jī)之間交換的報(bào)文就永遠(yuǎn)不會(huì)丟失、受損或失序。
盡管報(bào)文不會(huì)丟失或受損，但如果計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)崩潰了，客戶端和服務(wù)器之間的通信仍然會(huì)被斷開。在這種情況下， 會(huì)通知客戶端和服務(wù)器通信中斷了。
當(dāng)瀏覽器收到一個(gè) URL 的時(shí)候，會(huì)執(zhí)行幾個(gè)相對(duì)應(yīng)的步驟，如下
1.1、TCP 連接的基本知識(shí)
TCP 是可靠的數(shù)據(jù)管道
TCP 會(huì)按序、無(wú)差錯(cuò)地承載 HTTP 數(shù)據(jù)，TCP 為 HTTP 提供了一條可靠的比特傳輸管道。從 TCP 連接一端填入的字節(jié)會(huì)從另一端 以原有的順序、正確地傳送出來(lái)。
TCP 流是分段的、由 IP 分組傳送
TCP 的數(shù)據(jù)是通過(guò)名為 IP 分組（或 IP 數(shù)據(jù)報(bào)）的小數(shù)據(jù)塊來(lái)發(fā)送的。
這樣的話，如圖 HTTP 就是 “HTTP over TCP over IP” 這個(gè)“協(xié)議棧”中的最頂層了。其安全版本 HTTPS 就是在 HTTP 和 TCP 之間插入了一個(gè)（稱為 TLS 或 SSL 的）密碼加密層(安全層)，就是在圖中的右半部分。
HTTP 要傳送一條報(bào)文時(shí)，會(huì)以流的形式將報(bào)文數(shù)據(jù)的內(nèi)容通過(guò)一條打開的 TCP 連接按 序傳輸。TCP 收到數(shù)據(jù)流之后，會(huì)將數(shù)據(jù)流砍成被稱作段的小數(shù)據(jù)塊，并將段封裝在 IP 分組中，通過(guò)因特網(wǎng)進(jìn)行傳輸，如下圖中大家看到的內(nèi)容：
每個(gè) TCP 段都是由 IP 分組承載，從一個(gè) IP 地址發(fā)送到另一個(gè) IP 地址的。
而每個(gè) IP 分組中都包括：
IP 首部包含了源和目的 IP 地址、長(zhǎng)度和其他一些標(biāo)記。TCP 段的首部包含了 TCP 端口 號(hào)、TCP 控制標(biāo)記，以及用于數(shù)據(jù)排序和完整性檢查的一些數(shù)字值。
保持 TCP 連接的持續(xù)不間斷地運(yùn)行
在任意時(shí)刻計(jì)算機(jī)都可以有幾條 TCP 連接處于打開狀態(tài)。TCP 是通過(guò)端口號(hào)來(lái)保持所有 這些連接的正確運(yùn)行的。端口號(hào)和雇員使用的電話分機(jī)號(hào)很類似。
這就和我之前舉得例子是一樣的，公司的總機(jī)和你自己的座機(jī)一樣，公司的總機(jī)號(hào)碼能將你接到前臺(tái)，而分機(jī)號(hào) 可以將你接到正確的雇員位置一樣，IP 地址可以將你連接到正確的計(jì)算機(jī)，而端口號(hào)則 可以將你連接到正確的應(yīng)用程序上去。TCP 連接是通過(guò) 4 個(gè)值來(lái)識(shí)別的：
源IP 地址、源端口號(hào)、目的IP 地址、目的端口號(hào)
這 4 個(gè)值一起唯一地定義了一條連接。兩條不同的 TCP 連接不能擁有 4 個(gè)完全相同的地 址組件值（但不同連接的部分組件可以擁有相同的值）。
這里需要我們注意的是，有些連接共享了相同的目的端口號(hào)，有些連接使用了相同的源 IP 地址，有些使用了相同的目的 IP 地址，但沒有兩個(gè)不同連接所有的 4 個(gè)值都一樣。
TCP 套接字
操作系統(tǒng)提供了一些操縱其 TCP 連接的工具。為了更具體地說(shuō)明問(wèn)題，我們來(lái)看一個(gè) TCP 編程接口，這些套接字我就不一一介紹了，我給大家一個(gè)表格，大家可以理解一下
套接字API調(diào)用描 述s = socket()創(chuàng)建一個(gè)新的、未命名、未關(guān)聯(lián)的套接字bind(s,)向套接字賦一個(gè)本地端口號(hào)和接口connect(s,)創(chuàng)建一條連接本地套接字與遠(yuǎn)程主機(jī)及端口的連接listen(s,...)標(biāo)識(shí)一個(gè)本地套接字，使其可以合法接受連接s2 = accept(s)等待某人建立一條到本地端口的連接
套接字 API 允許用戶創(chuàng)建 TCP 的端點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將這些端點(diǎn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的 TCP 端點(diǎn)進(jìn) 行連接，并對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行讀寫。TCP API 隱藏了所有底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的握手細(xì)節(jié)，以及 TCP 數(shù)據(jù)流與 IP 分組之間的分段和重裝細(xì)節(jié)。
TCP 客戶端和服務(wù)器是如何通過(guò) TCP 套接字接口進(jìn)行通信的
上圖中說(shuō)明了可以怎樣通過(guò)套接字 API 來(lái)凸顯客戶端和服務(wù)器在實(shí)現(xiàn) HTTP 事務(wù)時(shí)所應(yīng)執(zhí)行的步驟。
TCP 連接握手需要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟。如圖所示：
請(qǐng)求新的 TCP 連接時(shí)，客戶端要向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)小的 TCP 分組（通常是 40 ～ 60 個(gè)字節(jié)）。這個(gè)分組中設(shè)置了一個(gè)特殊的 SYN 標(biāo)記，說(shuō)明這是一個(gè)連接請(qǐng)求。
我們永遠(yuǎn)不會(huì)看到這些分組——這些分組都由 TCP/IP 軟件管理，對(duì)其是不可見 的。HTTP 程序員看到的只是創(chuàng)建 TCP 連接時(shí)存在的時(shí)延。
在這里我們需要注意的就是 TCP 連接的握手時(shí)延，通常 HTTP 事務(wù)都不會(huì)交換太多數(shù)據(jù)，此時(shí)，SYN/SYN+ACK 握手（參見圖中的 a 段 和圖中的 b 段）會(huì)產(chǎn)生一個(gè)可測(cè)量的時(shí)延。TCP 連接的 ACK 分組（參見圖中的 c 段）通常都足夠大，可以承載整個(gè) HTTP 請(qǐng)求報(bào)文，而且很多 HTTP 服務(wù)器響應(yīng)報(bào)文都可 以放入一個(gè) IP 分組 中去（比如，響應(yīng)是包含了裝飾性圖片的小型 HTML 文件，或者是對(duì)瀏覽器高速緩存請(qǐng)求產(chǎn)生的 304 Not Modified 響應(yīng)）。
TCP 慢啟動(dòng)
TCP 數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅苓€取決于 TCP 連接的使用期（age）。TCP 連接會(huì)隨著時(shí)間進(jìn)行自 我“調(diào)諧”，起初會(huì)限制連接的最大速度，如果數(shù)據(jù)成功傳輸，會(huì)隨著時(shí)間的推移提高傳輸 的速度。這種調(diào)諧被稱為 TCP 慢啟動(dòng)（slow start），用于防止因特網(wǎng)的突然過(guò)載和擁 塞。
TCP 慢啟動(dòng)限制了一個(gè) TCP 端點(diǎn)在任意時(shí)刻可以傳輸?shù)姆纸M數(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，每成功接收 一個(gè)分組，發(fā)送端就有了發(fā)送另外兩個(gè)分組的權(quán)限。如果某個(gè) HTTP 事務(wù)有大量數(shù)據(jù)要發(fā) 送，是不能一次將所有分組都發(fā)送出去的。必須發(fā)送一個(gè)分組，等待確認(rèn)；然后可以發(fā)送 兩個(gè)分組，每個(gè)分組都必須被確認(rèn)，這樣就可以發(fā)送四個(gè)分組了，以此類推。這種方式被 稱為“打開擁塞窗口”。
由于存在這種擁塞控制特性，所以新連接的傳輸速度會(huì)比已經(jīng)交換過(guò)一定量數(shù)據(jù)的、“已 調(diào)諧”連接慢一些。由于已調(diào)諧連接要更快一些，所以 HTTP 中有一些可以重用現(xiàn)存連接 的工具。
前面我們說(shuō)了 TCP 連接，我們重新來(lái)分析一下 HTTP ，之前我也說(shuō)過(guò)在 HTTP 1.0的時(shí)候和1.1之后，有 Keep-Alive ，關(guān)于 Keep-Alive 不懂的請(qǐng)翻看前面的公眾號(hào)的文章內(nèi)容，接下來(lái)我分幾個(gè)內(nèi)容給大家講述 HTTP 對(duì)連接上的處理。
我們來(lái)看一下串行：
每個(gè)事務(wù)都需要（串行地建立）一條 新的連接，那么連接時(shí)延和慢啟動(dòng)時(shí)延就會(huì)疊加起來(lái)
并行連接就是說(shuō) HTTP 允許客戶端打開多條連接，并行的去執(zhí)行多個(gè) HTTP 的事務(wù)，就會(huì)出現(xiàn)多條線路平行的情況。
其實(shí)并行連接并沒有說(shuō)是頁(yè)面的傳輸速度，是因?yàn)槎鄠€(gè)對(duì)象同時(shí)在進(jìn)展，所以，他的速度要比疊加起來(lái)，讓你在感覺上快不少。
持久連接
HTTP 1.1 允許 HTTP 設(shè)備在事務(wù)處理結(jié)束之后 將 TCP 連接保持在打開狀態(tài)，以便為未來(lái)的 HTTP 請(qǐng)求重用現(xiàn)存的連接。在事務(wù)處理結(jié)束之后仍然保持在打開狀態(tài)的 TCP 連接被稱為持久連接。非持久連接會(huì)在每個(gè)事務(wù)結(jié)束之后關(guān)閉。持久連接會(huì)在不同事務(wù)之間保持打開狀態(tài)，直到客戶端或服務(wù)器決定將其關(guān)閉為止。
管道化連接(也有人稱之為管線化)
HTTP/1.1 允許在持久連接上可選地使用請(qǐng)求管道。這是相對(duì)于 keep-alive 連接的又一性能優(yōu)化。在響應(yīng)到達(dá)之前，可以將多條請(qǐng)求放入隊(duì)列。當(dāng)?shù)谝粭l請(qǐng)求通過(guò)網(wǎng)絡(luò)流向地球另一端的服務(wù)器時(shí)，第二條和第三條請(qǐng)求也可以開始發(fā)送了。在高時(shí)延網(wǎng)絡(luò)條件下，這樣做可以降低網(wǎng)絡(luò)的環(huán)回時(shí)間，提高性能。
其實(shí)管道化說(shuō)白了就是 傳送過(guò)程中不需先等待服務(wù)端的回應(yīng)，然后又發(fā)了幾條，瀏覽器將 HTTP 要求大批提交可大幅縮短頁(yè)面的加載時(shí)間，特別是在傳輸延遲（lag/latency）較高的情況下（如衛(wèi)星連接）。此技術(shù)之關(guān)鍵在于多個(gè) HTTP 的要求消息可以同時(shí)塞入一個(gè) TCP 分組中，所以只提交一個(gè)分組即可同時(shí)發(fā)出多個(gè)要求，借此可減少網(wǎng)絡(luò)上多余的分組并降低線路負(fù)載。
Modbus由MODICON公司于1979年開發(fā)，是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。1996年施耐德公司推出基于以太網(wǎng)TCP/IP的Modbus協(xié)議：ModbusTCP。
Modbus協(xié)議是一項(xiàng)應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議，包括ASCII、RTU、TCP三種報(bào)文類型。
標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網(wǎng)接口，采用master/slave方式通信。
ModbusTCP的數(shù)據(jù)幀可分為兩部分：MBAP+PDU。
報(bào)文頭MBAP
MBAP為報(bào)文頭，長(zhǎng)度為7字節(jié)，組成如下：
事務(wù)處理標(biāo)識(shí) | 協(xié)議標(biāo)識(shí) | 長(zhǎng)度 | 單元標(biāo)識(shí)符 |
2字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 1字節(jié) |
內(nèi)容 | 解釋 |
事務(wù)處理標(biāo)識(shí) | 可以理解為報(bào)文的序列號(hào)，一般每次通信之后就要加1以區(qū)別不同的通信數(shù)據(jù)報(bào)文。 |
協(xié)議標(biāo)識(shí)符 | 00 00表示ModbusTCP協(xié)議。 |
長(zhǎng)度 | 表示接下來(lái)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，單位為字節(jié)。 |
單元標(biāo)識(shí)符 | 可以理解為設(shè)備地址。 |
幀結(jié)構(gòu)PDU
PDU由功能碼+數(shù)據(jù)組成。功能碼為1字節(jié)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不定，由具體功能決定。
功能碼
Modbus的操作對(duì)象有四種：線圈、離散輸入、保持寄存器、輸入寄存器。
對(duì)象 | 含義 |
線圈 | PLC的輸出位，開關(guān)量，在Modbus中可讀可寫 |
離散量 | PLC的輸入位，開關(guān)量，在Modbus中只讀 |
輸入寄存器 | PLC中只能從模擬量輸入端改變的寄存器，在Modbus中只讀 |
保持寄存器 | PLC中用于輸出模擬量信號(hào)的寄存器，在Modbus中可讀可寫 |
根據(jù)對(duì)象的不同，Modbus的功能碼有：
功能碼 | 含義 |
0x01 | 讀線圈 |
0x05 | 寫單個(gè)線圈 |
0x0F | 寫多個(gè)線圈 |
0x02 | 讀離散量輸入 |
0x04 | 讀輸入寄存器 |
0x03 | 讀保持寄存器 |
0x06 | 寫單個(gè)保持寄存器 |
0x10 | 寫多個(gè)保持寄存器 |
說(shuō)明更詳細(xì)的表
代碼 | 中文名稱 | 英文名 | 位操作/字操作 | 操作數(shù)量 |
01 | 讀線圈狀態(tài) | READ COIL STATUS | 位操作 | 單個(gè)或多個(gè) |
02 | 讀離散輸入狀態(tài) | READ INPUT STATUS | 位操作 | 單個(gè)或多個(gè) |
03 | 讀保持寄存器 | READ HOLDING REGISTER | 字操作 | 單個(gè)或多個(gè) |
04 | 讀輸入寄存器 | READ INPUT REGISTER | 字操作 | 單個(gè)或多個(gè) |
05 | 寫線圈狀態(tài) | WRITE SINGLE COIL | 位操作 | 單個(gè) |
06 | 寫單個(gè)保持寄存器 | WRITE SINGLE REGISTER | 字操作 | 單個(gè) |
15 | 寫多個(gè)線圈 | WRITE MULTIPLE COIL | 位操作 | 多個(gè) |
16 | 寫多個(gè)保持寄存器 | WRITE MULTIPLE REGISTER | 字操作 | 多個(gè) |
0x01：讀線圈
在從站中讀1~2000個(gè)連續(xù)線圈狀態(tài)，ON=1,OFF=0
0x05：寫單個(gè)線圈
將從站中的一個(gè)輸出寫成ON或OFF，0xFF00請(qǐng)求輸出為ON,0x000請(qǐng)求輸出為OFF
0x0F：寫多個(gè)線圈
將一個(gè)從站中的一個(gè)線圈序列的每個(gè)線圈都強(qiáng)制為ON或OFF，數(shù)據(jù)域中置1的位請(qǐng)求相應(yīng)輸出位ON，置0的位請(qǐng)求響應(yīng)輸出為OFF
0x02：讀離散量輸入
從一個(gè)從站中讀1~2000個(gè)連續(xù)的離散量輸入狀態(tài)
0x04：讀輸入寄存器
從一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中讀1~2000個(gè)連續(xù)輸入寄存器
0x03：讀保持寄存器
從遠(yuǎn)程設(shè)備中讀保持寄存器連續(xù)塊的內(nèi)容
0x06：寫單個(gè)保持寄存器
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中寫一個(gè)保持寄存器
0x10：寫多個(gè)保持寄存器
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中寫連續(xù)寄存器塊（1~123個(gè)寄存器）
ModBusTcp與串行鏈路Modbus的數(shù)據(jù)域是一致的，具體數(shù)據(jù)域可以參考串行Modbus。這里給出幾個(gè)ModbusTcp的鏈路解析說(shuō)明，輔助新人分析報(bào)文。
功能碼 0x10：寫多個(gè)保持寄存器，上面2個(gè)圖片都寫錯(cuò)了
通信方式
Modbus設(shè)備可分為主站(poll)和從站(slave)。主站只有一個(gè)，從站有多個(gè)，主站向各從站發(fā)送請(qǐng)求幀，從站給予響應(yīng)。在使用TCP通信時(shí)，主站為client端，主動(dòng)建立連接；從站為server端，等待連接。
IANA（Internet Assigned Numbers Authority，互聯(lián)網(wǎng)編號(hào)分配管理機(jī)構(gòu)）給Modbus協(xié)議賦予TCP端口號(hào)為502，這是目前在儀表與自動(dòng)化行業(yè)中唯一分配到的端口號(hào)。
通信過(guò)程
在工業(yè)自動(dòng)化控制中，經(jīng)常會(huì)遇到開關(guān)量，數(shù)字量，模擬量，離散量，脈沖量等各種概念，而人們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，對(duì)于這些概念又很容易混淆。現(xiàn)將各種概念羅列如下：
1.開關(guān)量：
一般指的是觸點(diǎn)的“開”與“關(guān)”的狀態(tài)，一般在計(jì)算機(jī)設(shè)備中也會(huì)用“0”或“1”來(lái)表示開關(guān)量的狀態(tài)。開關(guān)量分為有源開關(guān)量信號(hào)和無(wú)源開關(guān)量信號(hào)，有源開關(guān)量信號(hào)指的是“開”與“關(guān)”的狀態(tài)是帶電源的信號(hào)，專業(yè)叫法為躍階信號(hào)，可以理解為脈沖量，一般的都有220VAC,?110VAC,24VDC,12VDC等信號(hào)，無(wú)源開關(guān)量信號(hào)指的是“開”和“關(guān)”的狀態(tài)時(shí)不帶電源的信號(hào)，一般又稱之為干接點(diǎn)。電阻測(cè)試法為電阻0或無(wú)窮大。
2.數(shù)字量：
很多人會(huì)將數(shù)字量與開關(guān)量混淆，也將其與模擬量混淆。數(shù)字量在時(shí)間和數(shù)量上都是離散的物理量，其表示的信號(hào)則為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字量是由0和1組成的信號(hào)，經(jīng)過(guò)編碼形成有規(guī)律的信號(hào)，量化后的模擬量就是數(shù)字量。
3.模擬量：
模擬量的概念與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)，但是經(jīng)過(guò)量化之后又可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。模擬量是在時(shí)間和數(shù)量上都是連續(xù)的物理量，其表示的信號(hào)則為模擬信號(hào)。模擬量在連續(xù)的變化過(guò)程中任何一個(gè)取值都是一個(gè)具體有意義的物理量，如溫度，電壓，電流等。
4.離散量：
離散量是將模擬量離散化之后得到的物理量。即任何儀器設(shè)備對(duì)于模擬量都不可能有個(gè)完全精確的表示，因?yàn)樗麄兌加幸粋€(gè)采樣周期，在該采樣周期內(nèi)，其物理量的數(shù)值都是不變的，而實(shí)際上的模擬量則是變化的。這樣就將模擬量離散化，成為了離散量。
5.脈沖量：
脈沖量就是瞬間電壓或電流由某一值躍變到另一值的信號(hào)量。在量化后，其變化持續(xù)有規(guī)律就是數(shù)字量，如果其由0變成某一固定值并保持不變，其就是開關(guān)量。
綜上所述，模擬量就是在某個(gè)過(guò)程中時(shí)間和數(shù)量連續(xù)變化的物理量，由于在實(shí)際的應(yīng)用中，所有的儀器設(shè)備對(duì)于外界數(shù)據(jù)的采集都有一個(gè)采樣周期，其采集的數(shù)據(jù)只有在下一個(gè)采樣周期開始時(shí)才有變動(dòng)，采樣周期內(nèi)其數(shù)值并不隨模擬量的變化而變動(dòng)。
這樣就將模擬量離散化了，例如：某設(shè)備的采樣周期為1秒，其在第五秒的時(shí)間采集的溫度為35度，而第六秒的溫度為36度，該設(shè)備就只能標(biāo)稱第五秒時(shí)間溫度35度，第六秒時(shí)間溫度36度，而第五點(diǎn)五秒的時(shí)間其標(biāo)稱也只是35度，但是其實(shí)際的模擬量是35.5度。這樣就將模擬信號(hào)離散化。其采集的數(shù)據(jù)就是離散化了，不再是連續(xù)的模擬量信號(hào)。
由于計(jì)算機(jī)只識(shí)別0和1兩個(gè)信號(hào)，即開關(guān)量信號(hào)，用其來(lái)表示數(shù)值都是使用數(shù)字串來(lái)表示，由于計(jì)算能力的問(wèn)題，其數(shù)字串不能無(wú)限長(zhǎng)，即其表達(dá)的精度也是有限的，同樣的以溫度為例，由于數(shù)字串限制，其表達(dá)溫度的精度只能達(dá)到0.1度，小于該單位的數(shù)值則不能被標(biāo)稱，這樣就必須將離散量進(jìn)行量化，將其變?yōu)閿?shù)字量。即35.68度的溫度則表示為35.6度。
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兩臺(tái)主機(jī)間會(huì)通過(guò)非常多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不管哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，如果發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的話，會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)重傳，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復(fù)（之前丟失的包并不是丟失而是產(chǎn)生了延時(shí)）。數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)也可能多樣，如內(nèi)網(wǎng)里通過(guò)網(wǎng)線進(jìn)行傳輸，連接到公網(wǎng)的話會(huì)通過(guò)光纖進(jìn)行連接，所以要實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)間信號(hào)的轉(zhuǎn)換，還有從光纖到路由器無(wú)線脈沖轉(zhuǎn)換，距離遠(yuǎn)的話還有信號(hào)衰減問(wèn)題。所以在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中有非常多的問(wèn)題需要解決，把問(wèn)題分組分層，不同層次間解決不同問(wèn)題，不同層次間定義標(biāo)準(zhǔn)化接口讓它們間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。
為了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，網(wǎng)絡(luò)通信的不同方面被分解為多層次結(jié)構(gòu)，每一層只與緊挨著的上層或者下層進(jìn)行交互，將網(wǎng)絡(luò)分層，這樣就可以修改，甚至替換某一層的軟件，只要層與層之間的接口保持不變，就不會(huì)影響到其他層。
是OSI的一種實(shí)現(xiàn)，包括應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。
如上圖右邊一個(gè)服務(wù)器部署了一個(gè)靜態(tài)頁(yè)面，通過(guò)nginx部署在公網(wǎng)上，瀏覽器通過(guò)域名對(duì)它進(jìn)行訪問(wèn)，瀏覽器輸入域名點(diǎn)回車后是怎么工作的呢？
http://www.dumain.com服務(wù)端只認(rèn)ip地址，瀏覽器將域名解析出來(lái)，看下瀏覽器里有沒有域名對(duì)應(yīng)DNS的緩存，有的話直接拿到服務(wù)端的ip地址，沒有的話去本地的host文件看有沒有配置，沒有配置的話才會(huì)發(fā)起一個(gè)DNS請(qǐng)求用來(lái)獲取服務(wù)器ip地址。
DNS也是臺(tái)服務(wù)器也有自己的ip地址，這時(shí)候應(yīng)用層會(huì)構(gòu)造一個(gè)DNS請(qǐng)求報(bào)文，應(yīng)用層會(huì)去調(diào)用傳輸層的接口一個(gè)socket的API，DNS默認(rèn)使用UDP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，即應(yīng)用層調(diào)用傳輸層的API，傳輸層會(huì)在DNS請(qǐng)求報(bào)文基礎(chǔ)上加一個(gè)UDP的請(qǐng)求頭，傳輸層將數(shù)據(jù)交給網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層同樣在UDP請(qǐng)求報(bào)文基礎(chǔ)上加IP的請(qǐng)求頭，網(wǎng)絡(luò)層會(huì)將IP請(qǐng)求報(bào)文交給數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層會(huì)將自己的mac頭加上去并把對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求報(bào)文交給下一個(gè)機(jī)器的mac地址也會(huì)加上去，下一個(gè)機(jī)器的mac地址通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層ARP協(xié)議找到，ARP會(huì)發(fā)送一些請(qǐng)求看下你對(duì)應(yīng)的ip地址的mac地址是多少，最后通過(guò)物理層物理介質(zhì)傳出去，通常傳到路由器上.
路由器是三層設(shè)備（從下向上）從物理層開始連接，物理層交給數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層看下地址是不是給我的，是給我的進(jìn)行解析，不是給我的就丟棄，報(bào)文再傳給上面一層網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層把數(shù)據(jù)傳到下一個(gè)路由器的地址是多少，會(huì)通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)接口傳到運(yùn)營(yíng)商的路由器上，運(yùn)營(yíng)商有自己的DNS服務(wù)器，如果配置的是運(yùn)營(yíng)商自己的DNS服務(wù)器的話會(huì)直接在這個(gè)DNS服務(wù)器里找自己對(duì)應(yīng)的域名拿到對(duì)應(yīng)的ip地址，也就是剛請(qǐng)求DNS報(bào)文地址，然后原路返回解析直到應(yīng)用層拿到剛域名對(duì)應(yīng)的ip地址，這樣就可以進(jìn)行HTTP請(qǐng)求報(bào)文的發(fā)送，再調(diào)用傳輸層協(xié)議是TCP參數(shù)，同樣每到一層加頭。
超文本傳輸協(xié)議，是一個(gè)基于請(qǐng)求與響應(yīng)，無(wú)狀態(tài)的，應(yīng)用層的協(xié)議，常基于TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,所有的WWW文件都必須遵守這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)HTTP的初衷是為了提供一種發(fā)布和接收HTML頁(yè)面的方法。
HTTP協(xié)議版本已經(jīng)演化到3.0版本，關(guān)于協(xié)議版本可以查看 快速掌握HTTP1.0 1.1 2.0 3.0的特點(diǎn)及其區(qū)別
HTTP 協(xié)議的請(qǐng)求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文的結(jié)構(gòu)基本相同，由三大部分組成:
其中起始行和頭部的字段并成為 請(qǐng)求頭 或者 響應(yīng)頭，統(tǒng)稱為 Header；消息正文也叫實(shí)體，稱為 body。HTTP 協(xié)議規(guī)定每次發(fā)送的報(bào)文必須要有 Header，但是可以沒有 body，也就是說(shuō)頭信息是必須的，實(shí)體信息可以沒有。而且在 header 和 body 之間必須要有一個(gè)空行（CRLF）。
頭部字段是 key-value 的形式，key 和 value 之間用“:”分隔，最后用 CRLF 換行表示字
段結(jié)束。比如前后分離時(shí)經(jīng)常遇到的要與后端協(xié)商傳輸數(shù)據(jù)的類型“Content-type: application/json”，這里 key 就是“Content-type”，value 就 是“application/json”。HTTP 頭字段非常靈活，不僅可以使用標(biāo)準(zhǔn)里的 Host、 Connection 等已有頭，也可以任意添加自定義頭，這就給 HTTP 協(xié)議帶來(lái)了無(wú)限的擴(kuò)展可能。
頭字段注意事項(xiàng)
HTTP 協(xié)議中有非常多的頭字段，但基本上可以分為四大類：通用標(biāo)頭、實(shí)體標(biāo)頭、請(qǐng)求標(biāo)頭、響應(yīng)標(biāo)頭。
HTTP 頭字段更多內(nèi)容請(qǐng)查看《深入掌握HTTP四種標(biāo)頭基本概念 》
TCP(Transmission Control Protocol)，傳輸控制協(xié)議：面向連接的，可靠的，基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。它能幫助你確定計(jì)算機(jī)連接到 Internet 以及它們之間的數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)三次握手來(lái)建立 TCP 連接，三次握手就是用來(lái)啟動(dòng)和確認(rèn) TCP 連接的過(guò)程。一旦連接建立后，就可以發(fā)送數(shù)據(jù)了，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，會(huì)通過(guò)關(guān)閉虛擬電路來(lái)斷開連接。
TCP連接:四元組[ 源地址， 源端口， 目的地址， 目的端口 ]
在了解具體流程之前，我們先認(rèn)識(shí)幾個(gè)概念
最初兩端的TCP進(jìn)程都處于CLOSED關(guān)閉狀態(tài)，A主動(dòng)打開連接，而B被動(dòng)打開連接。
A、B關(guān)閉狀態(tài)CLOSED — B收聽狀態(tài)LISTEN — A同步已發(fā)送狀態(tài)SYN-SENT — B同步收到狀態(tài)SYN-RCVD— A、B連接已建立狀態(tài)ESTABLISHED
B的TCP服務(wù)器進(jìn)程先創(chuàng)建傳輸控制塊TCB，準(zhǔn)備接受客戶進(jìn)程的連接請(qǐng)求。然后服務(wù)器進(jìn)程就處于LISTEN（收聽）狀態(tài)，等待客戶的連接請(qǐng)求。若有，則作出響應(yīng)。
下面通過(guò)一個(gè)案例看三次握手是怎么進(jìn)行的
tcpdump -i en0 -S -c 3 port 8000nc 192.168.109.200 8000netstat -tpn # t:TCP連接裝，p:進(jìn)程顯示 ，n:數(shù)字形式
# 每秒查看一次
netstat -tpn -c 1等待 2MSL后釋放連接
TCP把應(yīng)用交付的數(shù)據(jù)僅僅看成是一連串的無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流，TCP并不 知道字節(jié)流的含義，TCP并不關(guān)心應(yīng)用程序一次將多大的報(bào)文發(fā)送到 TCP的緩存中，而是根據(jù)對(duì)方給出的窗口值和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)擁堵的程度來(lái)決 定一個(gè)報(bào)文段應(yīng)該包含多少個(gè)字節(jié)。
MSS: Max Segment Size, 默認(rèn) 536byte 實(shí)際數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)以下的一些情況：
停止等待協(xié)議如下：
停止等待協(xié)議，效率比較低
重傳機(jī)制如下：
滑動(dòng)窗口協(xié)議與累計(jì)確認(rèn)(延時(shí)ack)
如上效率低，所以tcp提出了新的協(xié)議-滑動(dòng)窗口協(xié)議與累計(jì)確認(rèn)（延時(shí)ack）。
滑動(dòng)窗口大小同通過(guò)tcp三次握手和對(duì)端協(xié)商，且受網(wǎng)絡(luò)狀況影響。
上面是一個(gè)一個(gè)報(bào)文，實(shí)際可發(fā)一批報(bào)文，服務(wù)器并不是挨個(gè)去確認(rèn)，上面回一個(gè)ack浪費(fèi)資源，單獨(dú)響應(yīng)一個(gè)報(bào)文時(shí)，tcp本身一個(gè)報(bào)文至少20個(gè)字節(jié)再加上ip頭報(bào)文20字節(jié)，所以一個(gè)ack至少40字節(jié)。
所以延時(shí)ack的發(fā)送，如下圖確認(rèn)最后一個(gè)報(bào)文如5就可以，但這樣也有一個(gè)問(wèn)題如3的報(bào)文丟了，這時(shí)只能確認(rèn)1和2連續(xù)報(bào)文，從3以后的報(bào)文全要重傳，已確認(rèn)的報(bào)文在緩沖區(qū)丟棄掉。
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