前言

TCP/IP协议

应用层

常见的几种的协议模板

xml

json

Protobuffer

小结

总结

传输层

UDP

UDP协议端格式

UDP的特点

基于UDP的应用层协议

TCP(重点)

TCP协议段格式

下面，我们就来介绍 TCP 里面的十个核心特性

第一个机制/特性：确认应答

二、超时重传

小结

下面再来看 第三个机制：连接管理（非常经典的面试题）

1、两个设备之间是如何建立连接的？ - 三次握手

经典的面试

2、两个设备之间是如何断开连接的？- 四次挥手

小结

第四个机制：滑动窗口

五、流量控制

六、拥塞控制

七、延时应答

八、捎带应答

九、面向字节流 =》粘包问题

十、TCP的异常处理

1、进程终止

2、机器关机

3、 机器掉电/网络断开

总结

TCP vs UDP

经典面试题

网络层

先来看一下IP协议的报头结构

IP协议主要完成两方面工作

1、地址管理

2、路由选择

数据链路层

总结

补充：特殊协议

DNS

NAPT

前言

前面讲的 IO 和 网络初识，比较基础和简单，只是让大家喘口气。。。

网络socket编程，难度中等，大家仔细学，也是能学会的。

接下来这部分，也就是本篇博文。所讲得网络原理更加底层的东西，非常类似于多线程进阶，也就是为了应付面试的八股文。

前面的多线程进阶就是纯八股，而网络原理，其实还有比较清晰的脉络的，

相比前面还是比较好理解，但是也是有一定难度的。

TCP/IP协议

下面，以五层模型为主，我们开始从上往下的顺序，来认识这五层协议。

应用层

程序员最经常打交道的一层，其他四层都是操作系统，驱动，硬件，实现好了的。我们不需要去管。【除非你是做系统工程师，驱动开发工程师。。。】

在应用层这里，最最重要的事情，就是“设计并实现一个应用层协议”。

设计并实现一个应用层协议：就是自己去发明一个协议，并实现它。

但是不想要被这件事给唬住了，这其实是一个比较简单的事情，同时也是在工作中经常要做的事情。

常见的几种的协议模板

xml

xml 是属于一种比较老牌的数据格式了。
现在虽然也在用，但是用的越来越少了。

xml ，正是因为 它这个繁琐格式，导致它的热度逐渐就降低了。
因此，xml 现在很少作为 应用层协议的设计模板了。
现在使用 xml，主要是作为一些配置文件。
因为配置文件不需要网络传输，繁琐一点也无所谓，毕竟机械硬盘不值钱。

json

json 是当下最流行的一种 设计应用层协议 的数据格式。
我们以后在工作中是会经常用到这个。

Protobuffer

为了解决 json 的问题，Protobuffer 也就是应运而生。

Protobuffer 是一种二进制格式的数据。

在 Protobuffer 的 数据中，不再像 json 那样 包含 key 的 名字了，而是通过顺序以及一些特殊符号，来区分每个字段的含义。

同时再通过一个 IDL文件，来描述这个数据格式（每个部分是什么意思），IDL 只是起到一个辅助开发的效果，并不会真正的进行传输。

传输的只是二进制的纯粹的数据。

小结

这里面 json 的 应用范围 要比 Protobuffer 更广。

通常 开发效率 重于 运行效率的。

开发效率 包含 开发 与 调试。

如果线上环境出问题。

如果使用 json，出问题的请求和响应，一目了然。

如果使用 protobuffer，二进制数据，肯定是没有办法用眼去排查问题的。

为了解决这个问题，只有一个办法：为它专门写一个调试代码，用它去调试，这就更麻烦一些。

这就是我们所说的开发效率上的差异。

总结

设计应用层协议，是一件非常普通的事情，也是一件并不复杂的事情。

设计应用层协议，要做的工作

1、明确传输的信息（根据需求）

2、明确传输的模式（参考现有模板：xml，json，Protobuffer）

但是除此之外，业界也有一些现成的，已经被设计好，已经广泛使用了的应用层协议。

（也不是所有的时候，都需要从零设计，很多时候，可以直接基于现成的协议，稍加修改，稍加扩充，进行这种二次开发）

【类似于B栈鬼畜视频，就是典型的二次创作（二次开发），使用现成的视频进行修改剪辑的产物】

在 “现成的协议” 中，最知名的应用层协议，当属 HTTP。

随便打开一个任意的网页，其中的交互过程，都是通过 HTTP进行的。

再比如：打开手机 APP，比如饿了么，滴滴打车等等…

这时候，我们的手机APP 和 它的服务器之间交互过程，很可能也是 HTTP.

传输层

虽然传输层是操作系统内核实现的，程序员不需要直接和传输层打交道，但是传输层对我们来说仍然是意义重大的！！！

进行网络编程都需要用到 socket，一旦你调用 socket，代码就进入到传输层的范畴。

如果一切顺利，就还好。

一旦代码出现一些bug。为了解决理解这些bug，传输层的一些知识就是必要的。

传输层的协议，也是面试中特别爱考的，TCP协议、

下面正式开始。
传输层的协议有很多，其中最常见的就是 UDP 和 TCP 协议。
下面，我们就来学习 UDP 和 TCP 中的一些具体知识。

UDP

UDP协议端格式

下面正式开始。
传输层的协议有很多，其中最常见的就是 UDP 和 TCP 协议。
下面，我们就来学习 UDP 和 TCP 中的一些具体知识。

学习一个协议，很多时候就是在研究报文格式。
一个UDP数据报，具体长什么样子的？我们把它搞清楚了！
其实它这里面包含的一些功能特性，也就出来了！

DP的特点

网络编程（TCP 与 UDP协议）中讲了

基于UDP的应用层协议

NFS：网络文件系统

TFTP：简单文件传输协议

DHCP：动态主机配置协议

BOOTP：启动协议（用于无盘设备启动）

DNS：域名解析协议

TCP(重点)

TCP，即Transmission Control Protocol，传输控制协议。人如其名，要对数据的传输进行一个详细的控制。

TCP 是一个非常非常重要的协议，不光在实际开发中广泛使用，同时也是面试中的高频问题

TCP协议段格式

所以，我们整体看一下，发现：在真正理解TCP的一些机制之前，这里面的很多信息，以目前的知识储备是无法理解的。

因此，光看报头结构，还不够！！！

还得结合TCP这里面的一些具体的工作机制，进一步理解 TCP是怎么工作的。

然后，才能去明确 TCP报头，这里面都在做些什么。

这就是我们接下来要完成的工作。

下面，我们就来介绍 TCP 里面的十个核心特性

第一个机制/特性：确认应答

保证 TCP 可靠传输的核心机制。

在上篇博文网络编程（TCP 与 UDP协议）中，讲到：可靠性是指 发送方发出数据之后，能够知道对方有没有收到数据。

换个说法：

如果发送消息之后，能够知道对方 收到/没收到 数据，就是可靠的。

反之，发送消息之后，不知道对方 收到/没收到 数据，就是不可靠的。

所以，我们的TCP就是为了解决这个可靠性问题。

那么，问题来了：怎么解决的呢？怎么知道对方 收没收到数据呢？

关键就是：接收方 收到消息之后，就给发送方返回一个应答报文（ACK - acknowledge），表示自己已经收到了。

这就跟平常打电话一样，我说一句话，你回一声嗯，或者回一句话。

这样我们就能知道对方是听到我说的话。【知道对方收到了数据】

如果我们了一大堆，对面什么话都没说。

我们 就会认为对面可能没有听到，然后，就会问：你能听见吗？你怎么不说话？是信号不好吗？【知道对方可能没有收到数据】

这里的 “嗯/一句话 的回答”，就是确认应答的关键所在

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