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TCP三次握手和四次挥手

最开始的时候客户端和服务器都是处于CLOSED状态。主动打开连接的为客户端，被动打开连接的是服务器。服务端进入监听模式Listen

1、客户端发送syn包到服务器，置发送序号为x，并进入SYN_SENT（同步已发送状态）状态，等待服务器确认。

2、TCP服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。报文中包括标志SYN和ACK，置发送序号为y,确认序号x+1,此时，TCP服务器进程进入了SYN-RCVD（同步收到）状态。

3、客户端收到确认后，还要给服务器给出确认，发送ack报文确认序号为Y+1.,置发送序号seq为x+1,此时，TCP连接建立，客户端进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。

当服务器收到客户端的确认后也进入ESTABLISHED状态，此后双方就可以开始通信了。

数据传输完毕后，双方都可释放连接。最开始的时候，客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状态，然后客户端主动关闭，服务器被动关闭。

1. 客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
2. 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
3. 客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
4. 服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
5. 客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
6. 服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

 

为什么TCP客户端最后还要发送一次确认呢？

一句话，主要防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器，从而产生错误。

如果使用的是两次握手建立连接，假设有这样一种场景，客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失，只是因为在网络结点中滞留的时间太长了，由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文，以为服务器没有收到，此时重新向服务器发送这条报文，此后客户端和服务器经过两次握手完成连接，传输数据，然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接，网络通畅了到达了服务器，这个报文本该是失效的，但是，两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接，这将导致不必要的错误和资源的浪费。

如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的报文传送过来了，服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文，但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认，就知道客户端并没有请求连接。

为什么客户端最后还要等待2MSL？

MSL（Maximum Segment Lifetime），TCP允许不同的实现可以设置不同的MSL值。

第一，保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达服务器，因为这个ACK报文可能丢失，站在服务器的角度看来，我已经发送了FIN+ACK报文请求断开了，客户端还没有给我回应，应该是我发送的请求断开报文它没有收到，于是服务器又会重新发送一次，而客户端就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文，接着给出回应报文，并且会重启2MSL计时器。

第二，防止类似与“三次握手”中提到了的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端发送完最后一个确认报文后，在这个2MSL时间中，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中不会出现旧连接的请求报文。

为什么建立连接是三次握手，关闭连接确是四次挥手呢？

建立连接的时候， 服务器在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。 
而关闭连接时，服务器收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送，从而导致多了一次。

如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75分钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。 

七层网络模型

七层结构记忆方法：应、表、会、传、网、数、物（参考https://blog.csdn.net/guoguo527/article/details/52078962）

OSI七层协议分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

• 物理层是我们传输信息的一些介质，比如双绞线、网线等
• 数据链路层是对数据传输最基本的协议，比如数据传输的0和1按照什么方式进行理解，传输机制是全双工还是半双工，主要将接收到的数据进行 MAC 地址（网卡地址）的封装与解封装。
• 网络层是定义IP的选址，和一些路由的规则，怎么讲信息发送给网络上另外的机器，主要将接收到的数据进行 IP 地址的封装与解封装。
• 传输层能够建立端到端的连接，进行数据的传输和理解
• 上三层可以统一理解为应用层，有封装的很多种传输协议

HTTP与HTTPS的区别？

• HTTP通信使用明文， 内容可能会被窃听，不验证通信方的身份， 因此有可能遭遇伪装，无法证明报文的完整性， 所以有可能已遭篡改，无法阻止海量请求下的DoS 攻击。

• HTTPS在HTTP协议基础上增加了TLS/SSL加密传送信息，使用443端口，https协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。安全但是耗时多，缓存不是很好。

• TLS使用HMAC算法，更严密的警报 
  指纹是在证书信息后面加上一段内容（指纹算法），保证信息没有被修改过。把前面的证书内容用指纹算法计算后与指纹内容比对，由于指纹内容是由证书机构唯一的私钥加密的，比对成功则是安全的。

• HTTPS加密解密过程：客户端发起HTTPS请求–>服务端用CA配置–>传送证书（公匙）–>客户端解析证书（由TLS验证后生成一个随机值加密）–>传送加密信息（随机值）–>服务段解密信息（用私钥解密随机值，把内容通过该值进行对称加密）–>传输加密后的信息–>客户端解密信息（用之前生成的私钥解密）

• SSL/TLS协议提供的服务：

  • 认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；
  • 加密数据以防止数据中途被窃取；
  • 维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变

 TCP拥塞控制

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