TCP/IP常见问题总结（二）

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6. TCP滑动窗体与回退N帧协议

TCP作为一个提供可靠服务的传输层协议，对于数据的发送必须拥有一套良好的反馈机制。让发送方得知接收方接收到了数据。而TCP下的反馈机制大部分借鉴与数据链路层的反馈机制。因此在此我们分析一下数据链路层的反馈机制。

1.停等协议

停等协议是一种很easy的协议，发送方在发送完一帧数据后就一直等待接收方的确认信号（ACK）。要是超时就重传数据。仅仅到收到ACK信号后才发送下一帧数据。停等协议效率较低（如此低效数据链路层都不适用，TCP协议当然也不用了），其示意图例如以下：

2.滑动窗体协议之GoBackN

因为发完一帧数据后发送方就挂起等待的行为很低效。因此滑动窗体协议诞生了。

滑动窗体的意思事实上就是一个缓冲区（发送方为发送窗体，接收方为接收窗体），缓冲区的内容会随着数据的发送而移动，因此称为滑动窗体。

我们先来讲讲滑动窗体协议中的GoBackN协议。

滑动窗体协议同意发送方连发数帧，每发一帧都相应 一个计时器timeout，而GoBackN协议要求发送方把丢失帧及其之后的帧所有重传（由于光凭一个ACK并不能确定哪些帧出现了丢失，ACK的含义是：期待接收序号为N的帧，之前所有的帧都已经成功收到并依此交给了上层）。其示意图例如以下：

上图因为Data2丢失，导致了Data2～Data5的重发（窗体大小为4）

3.滑动窗体协议之选择性重发

因为GoBackN中重发已经发送过的数据有点多余，因此选择性重发协议诞生了。选择性重发协议在ACK上引入了NAK的概念（否定性确认帧）。表示小于N的帧已经所有收到并交给了上层。而第N帧丢失了，要求重发第N帧。当发送方接到NAK后，仅仅要重发NAK表示的那一帧就可以。其示意图例如以下：

上图中发送方发送的Data2丢失了，因此收到了接收方的NAK2，然后发送方仅仅需又一次发送Data2就可以。

在TCP协议中使用的也是选择性重发协议。

7. Http的报文结构

Http协议（Hypertext Transfer Protocol）即超文本传输协议，它是一个应用层的基于TCP的无状态的协议，一般的通信过程为：建立连接、发送请求、响应请求、释放连接。其报文结构分为请求头与响应头两种：

请求头

请求头的第一行为请求行，其包含了三部分重要内容：

1. 请求方法：主要为Get、Post等方法
2. URL：即请求的地址
3. 协议版本号：主要有Http1.0和Http1.1两种

请求头接下来是请求头部（也叫头域），头域的长度是不固定的，每个头域属性的格式为：字段名：值（如：Range：请求范围）

头域以下是一行空行。表示头域的结束。

空行下来就是请求要提交的数据。

响应头

与请求头类似，响应头的第一行为响应行，主要包括例如以下三部分内容：

1. 版本号：使用的Http协议版本号
2. 状态码：表示处理结果状态的数值，由三位数字组成，第一位数字表示响应的类型，主要有下面几种：
   
   • 1XX：表示server已接收了client请求，client可继续发送请求
   • 2XX：表示server已成功接收到请求并进行处理
   • 3XX：表示server要求client重定向
   • 4XX：表示client的请求有非法内容
   • 5XX：表示server未能正常处理client的请求而出现意外错误
3. 原因短语：一串用于解释返回该状态码原因的字符串

响应行下来是响应头域，与请求头类似。

响应头域下来是一行空行表示响应头域的结束。

最后是响应头的响应实体内容。

8. Http的状态码含义

状态码位于响应头的响应行中。表示server处理结果的情况，由三位数字组成。第一位数字表示响应的类型。主要有下面几种：

1XX：表示server已接收了client请求。client可继续发送请求

100 (Continue/继续)
假设server收到头信息中带有100-continue的请求。这是指client询问能否够在兴许的请求中发送附件。在这样的情况下，server用100允许client继续或用417 (Expectation Failed)告诉client不允许接受附件。

这个状态码是 HTTP 1.1中新增加的。 


101 (Switching Protocols/转换协议)
101 状态码是指server将依照其上的头信息变为一个不同的协议。这是 HTTP 1.1中新增加的。

2XX：表示server已成功接收到请求并进行处理

200 (OK/正常)
200 的意思是一切正常。一般用于对应GET和POST请求。 


201 (Created/已创建)
201表示server在请求的响应中建立了新文档；应在定位头信息中给出它的URL。


202 (Accepted/接受)
202告诉client请求正在被运行，但还没有处理完。 


203 (Non-Authoritative Information/非官方信息)
状态码203是表示文档被正常的返回，可是因为正在使用的是文档副本所以某些响应头信息可能不对。这是 HTTP 1.1中新增加的。 


204 (No Content/无内容)
在并没有新文档的情况下，204确保浏览器继续显示先前的文档。这各状态码对于用户周期性的重载某一页很实用。而且你可以确定先前的页面是否已经更新。

可是，这样的方法对通过刷新响应头信息或等价的HTML标记自己主动重载的页面起作用，由于它会返回一个204状态码停止以后的重载。但基于JavaScript脚本的自己主动重载在这样的情况下仍然须要可以起作用。

205 (Reset Content/重置内容)
重置内容205的意思是尽管没有新文档但浏览器要重置文档显示。

这个状态码用于强迫浏览器清除表单域。这是 HTTP 1.1中新增加的。 


206 (Partial Content/局部内容)
206是在server完毕了一个包括Range头信息的局部请求时被发送的。

这是 HTTP 1.1中新增加的。 

3XX：表示server要求client重定向

300 (Multiple Choices/多重选择)
300表示被请求的文档能够在多个地方找到，并将在返回的文档中列出来。

假设server有首选设置，首选项将会被列于定位响应头信息中。 


301 (Moved Permanently)
301状态是指所请求的文档在别的地方。文档新的URL会在定位响应头信息中给出。

浏览器会自己主动连接到新的URL。 


302 (Found/找到)
与301有些类似，仅仅是定位头信息中所给的URL应被理解为暂时交换地址而不是永久的。

注意：在 HTTP 1.0中。消息是暂时移动(Moved Temporarily)的而不是被找到。 


303 (See Other/參见其它信息)
这个状态码和 301、302 相似，仅仅是假设最初的请求是 POST。那么新文档（在定位头信息中给出）药用 GET 找回。这个状态码是新增加 HTTP 1.1中的。 


304 (Not Modified/为修正)
当client有一个缓存的文档，通过提供一个 If-Modified-Since 头信息可指出client仅仅希望文档在指定日期之后有所改动时才会重载此文档，用这样的方式能够进行有条件的请求。304是指缓冲的版本号已经被更新而且client应刷新文档。另外。server将返回请求的文档及状态码 200。


305 (Use Proxy/使用代理)
305表示所请求的文档要通过定位头信息中的代理server获得。

这个状态码是新增加 HTTP 1.1中的。 


307 (Temporary Redirect/暂时重定向)
浏览器处理307状态的规则与302同样。

307状态被增加到 HTTP 1.1中是因为很多浏览器在收到302响应时即使是原始消息为POST的情况下仍然运行了错误的转向。仅仅有在收到303响应时才假定浏览器会在POST请求时重定向。增加这个新的状态码的目的非常明白：在响应为303时依照GET和POST请求转向；而在307响应时则依照GET请求转向而不是POST请求。该状态码是新增加HTTP 1.1中的。

 

4XX：表示client的请求有非法内容

400 (Bad Request/错误请求)
400指出client请求中的语法错误。

 


401 (Unauthorized/未授权)
401表示client在授权头信息中没有有效的身份信息时訪问受到password保护的页面。

这个响应必须包括一个WWW-Authenticate的授权信息头。

403 (Forbidden/禁止)
403的意思是除非拥有授权否则server拒绝提供所请求的资源。这个状态常常会因为server上的损坏文件或文件夹许可而引起。 


404 (Not Found/未找到)
404状态每一个网络程序猿可能都遇到过，他告诉client所给的地址无法找到不论什么资源。它是表示“没有所訪问页面”的标准方式。

405 (Method Not Allowed/方法未同意)
405指出请求方法(GET, POST, HEAD, PUT, DELETE, 等)对某些特定的资源不同意使用。该状态码是新增加 HTTP 1.1中的。 


406 (Not Acceptable/无法訪问)
406表示请求资源的MIME类型与client中Accept头信息中指定的类型不一致。

406是新增加 HTTP 1.1中的。

 


407 (Proxy Authentication Required/代理server认证要求)
407与401状态有些相似。仅仅是这个状态用于代理server。该状态指出client必须通过代理server的认证。代理server返回一个Proxy-Authenticate响应头信息给client。这会引起client使用带有Proxy-Authorization请求的头信息又一次连接。该状态码是新增加 HTTP 1.1中的。 


408 (Request Timeout/请求超时)
408是指服务端等待client发送请求的时间过长。该状态码是新增加 HTTP 1.1中的。

 


409 (Conflict/冲突)
该状态通常与PUT请求一同使用，409状态常被用于试图上传版本号不对的文件时。该状态码是新增加 HTTP 1.1中的。 


410 (Gone/已经不存在)
410告诉client所请求的文档已经不存在而且没有更新的地址。

410状态不同于404。410是在指导文档已被移走的情况下使用。而404则用于未知原因的无法訪问。

该状态码是新增加 HTTP 1.1中的。 


411 (Length Required/须要数据长度)
411表示server不能处理请求（如果为带有附件的POST请求），除非client发送Content-Length头信息指出发送给server的数据的大小。该状态是新增加 HTTP 1.1的。 


412 (Precondition Failed/先决条件错误)
412状态指出请求头信息中的某些先决条件是错误的。该状态是新增加 HTTP 1.1的。 


413 (Request Entity Too Large/请求实体过大)
413告诉client如今所请求的文档比server如今想要处理的要大。假设server觉得可以过一段时间处理。则会包括一个Retry-After的响应头信息。该状态是新增加 HTTP 1.1的。 


414 (Request URI Too Long/请求URI过长)
414状态用于在URI过长的情况时。

这里所指的“URI”是指URL中主机、域名及port号之后的内容。该状态是新增加 HTTP 1.1的。 


415 (Unsupported Media Type/不支持的媒体格式)
415意味着请求所带的附件的格式类型server不知道怎样处理。

该状态是新增加 HTTP 1.1的。

 


416 (Requested Range Not Satisfiable/请求范围无法满足)
416表示client包括了一个server无法满足的Range头信息的请求。该状态是新增加 HTTP 1.1的。

417 (Expectation Failed/期望失败)
假设server得到一个带有100-continue值的Expect请求头信息，这是指client正在询问能否够在后面的请求中发送附件。在这样的情况下，server也会用该状态(417)告诉浏览器server不接收该附件或用100状态告诉client能够继续发送附件。

该状态是新增加 HTTP 1.1的。

 

5XX：表示server未能正常处理client的请求而出现意外错误

500 (Internal Server Error/内部server错误)
500是经常使用的“server错误”状态。


501 (Not Implemented/未实现)
501状态告诉clientserver不支持请求中要求的功能。比如。client运行了如PUT这种server并不支持的命令。 


502 (Bad Gateway/错误的网关)
502被用于充当代理或网关的server；该状态指出接收server接收到远端server的错误响应。 


503 (Service Unavailable/服务无法获得)
状态码503表示server因为在维护或已经超载而无法响应。


504 (Gateway Timeout/网关超时)
该状态也用于充当代理或网关的server。它指出接收server没有从远端server得到及时的响应。该状态是新增加 HTTP 1.1的。

 


505 (HTTP Version Not Supported/不支持的 HTTP 版本号)
505状态码是说server并不支持在请求中所标明 HTTP 版本号。

该状态是新增加 HTTP 1.1的。

9. Http request的几种方法

在Http中主要包括下面请求方法：

• GET： 请求指定的页面信息。并返回实体主体
  
• HEAD： 仅仅请求页面的首部。
  
• POST： 请求server接受所指定的文档作为对所标识的URI的新的从属实体
• PUT： 从client向server传送的数据代替指定的文档的内容
• DELETE： 请求server删除指定的页面
• OPTIONS： 同意client查看server的性能
• TRACE： 请求server在响应中的实体主体部分返回所得到的内容
• PATCH： 实体中包括一个表。表中说明与该URI所表示的原内容的差别
• MOVE： 请求server将指定的页面移至还有一个网络地址
• COPY： 请求server将指定的页面拷贝至还有一个网络地址
• LINK： 请求server建立链接关系
• UNLINK： 断开链接关系
• WRAPPED： 同意client发送经过封装的请求
• CONNECT：用于动态切换到隧道的代理
  

当中Http1.0仅支持GET、HEAD和POST，其余方法均为Http1.1加入。

值的注意的是：GET方法与POST方法类似，但GET方法參数写在URL上，POST參数写在请求实体内容中，且GET方法參数不大于1024Byte，POST则没有限制。

10. Http1.1和Http1.0的差别

Http1.0与Http1.1主要有下面差别：

1. 是否同意复用连接：Http1.0不同意，响应请求后就断开连接。Http1.1同意且默认开启连接复用
2. Host头域：Http1.0没有，Http1.1有
3. 状态码：Http1.1比Http1.0多了100,101,203,205等状态码，详见问题8
4. 请求方式：Http1.0仅仅有GET、HEAD和POST方法，Http1.1新增了其它多种方法。详见问题9