网络协议记录

网络协议记录 一.概述

在互联网时代，整体的服务都是通过网络进行。网络如果出现瓶颈也会影响服务体验，更严重的会导致服务不可用。

了解网络也是能够在搬砖的工作中，能够识别一些坑，并在出现问题的时候能够较快的定位。

二.tcp/ip协议分层

一般有7层协议，四层协议。

用的比较多的是四层协议，这个协议也是我们大多数人关注的。

四层协议发送与接收详细每层数据结构：

可以看到上层复用下层能力，发送的时候从上层往下依次将数据包装，接收的时候则依次解封。如应用层是http协议往传办理层提交数据，传输层会加上自已的数据规范=tcp首部(传输层数据)+http数据。

三.tcp协议 1.tcp三次握手连接

客户端与服务器通过三次握手进行连接，图如下：

 这里为什么是3次，而不是2次或1次。这个本质上是一个概率问题。

3次能保证刚好客户端与服务端都有请求与响应。一定程度上确定了网络及双方服务的可用性。

2.tcp四次握手关闭

 这里有time_wait状态主要是是以下2点考虑：

a.让客户端的响应有机会重试，因为客户端在第4步响应服务器的时候可能出现丢包，所以需要有时间做重试。

b.在客户端关闭连接后，后续又重用了这个端口，网络上的包有可能由于网络原因后面又到达了这个端口。此时如果时间很短就会导致这些包是这个新连接的。

3.tcp要解的几个问题

tcp从参与者来看，有：发送方，网络媒介，接收方三个角色。

滑动窗口解法乱序，重传及接收方处理不过来的问题。

拥塞窗口解法网络阻塞问题。

而在整个网络交互过程中会有以下几个问题：

a.乱序

即发送方发送了a,b两个包，接收方可能接收的顺序是b,a。

策略：

定义包id，自增，接收方确认的时候根据包id顺序确认。同时接收方应用层根据这个id来进行确认，如果出现发送方发了1,2,3三个包，接收方接收到了1,3，这时接收方只能确认1.

b.包超时

发送方发送包时，由于网络或接收方问题会出现包的超时。

策略：

超时重传。

超时重传的策略有：

发送方定时超时重传：这个可以采样网络rt，计算平均rt。

接收方对于未收到的包重发3次期望接收的ack。

接收方将已接收地图发给发送方，由发送方判断，如已接收1,3. 这样发送方就知道2丢了，要重发。

c.接收端处理不过来

接收端处理不过来，一般是发送方发送太快。

d.不能将网络整个塞满

这个一个解法就是碰到丢包问题，就将拥塞窗口减小。

tcp一般会减少原先窗口的n/2. 然后后续每收到一个包就加1.

这个解法缺点也很明显，即网络带宽可能是好的，但是少数包丢失是因为接收方问题，造成了误判。另外一方面在出现丢包问题时，多余的包可能已经将网络中中间设备填满了，这时整体网络环境已经很糟糕了，太迟了。

另一个解法就是用tcp的bbr算法。