• HTTP协议原理


    概述

    浏览器输入url后HTTP请求返回的完整过程

    网络协议分层

    分层模型

    著名有网络七层模型:

    也有经典的五层模型:

    通信过程

    名词解释:

    SYN(synchronous建立联机) 

    ACK(acknowledgement 确认)

    PSH(push传送) 

    FIN(finish结束)

    RST(reset重置)

    URG(urgent紧急)

    Sequence number(顺序号码)

    Acknowledge number(确认号码) 

    establish  建立,创建

    各种状态:

    TCP握手

    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。

    三次握手

    TCP三次握手是为了建立连接。

    文字描述:

    一开始的时候客户端和服务端都处于closed状态,然后客户端主动打开连接。

    第一次握手,客户端发送SYN报文,顺序号(seq)为x,然后客户端进入SYN_SEND状态,等待服务器确认。

    第二次握手,服务器收到SYN报文,对报文进行确认,设置ACK报文=seq+1=x+1,同时将顺序号(seq)置为y,SYN置为1,然后一并(ACK+SYN)发送给客户端,此时服务器进入SYN_RECV状态。

    第三次握手,客户端接收到服务端的ACK+SYN报文段,然后将ACK=seq+1=y+1,同时将顺序号(seq)=Z一并发送给服务端,发送完毕以后,客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态,完成TCP三次握手。

    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。

    四次挥手

    TCP四次挥手是为了释放连接。

    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。

    文字描述:

    最开始的时候,客户端和服务器都是处于连接(ESTABLISHED)状态,然后客户端主动发起关闭。

    第一次挥手:客户端发送结束报文(FIN)和顺序报文(seq),此时,客户端进入FIN_WAIT_1状态,这表示主机1没有数据要发送给主机2了;

    第二次挥手:服务端接收到结束(FIN)报文,向客户端发送确认报文ACK=seq+1=u+1,同时将seq置为v,此时客户端进入FIN_WAIT_2状态,服务端进入CLOSE_WAIT状态,即告诉客户端我同意你“关闭”的请求。

    第三次挥手:服务端向客户机发送结束(FIN)报文,请求关闭连接,同时进入(LAST_ACK)最后确认状态;

    第四此挥手:客户端收到服务端的FIN报文,想服务端发送确认报文(ACK),随后进入TIME_WAIT状态,服务端收到确认报文后就关闭连接,此时,客户端等待2MSL后依然没有收到回复,则证明服务端已正常关闭,那好,客户端也可以关闭连接了。

    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。

    为什么建立连接协议是三次握手,而关闭连接却是四次握手呢?

    这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的连接请求后,它可以把ACK和SYN(ACK起应答作用,而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。但关闭连接时,当收到对方的FIN报文通知时,它仅仅表示对方没有数据发送给你了;但未必你所有的数据都全部发送给对方了,所以你可能未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后,再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了,所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

    (完)

    参考链接

    https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891

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