Java http协议与网络基础一

## OSI 参考模型对比 TCP/IP 参考模型

OSI 参考模型 是 国际标准化组织ISO 提出的不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构,称为开放系统互连参考模型,即OSI/RM(Open System Interconnection Reference Model),但其模型过于庞大、复杂招致了许多批评。与此相对,美国国防部提出了TCP/IP协议栈参考模型,简化了OSI参考模型,由于TCP/IP协议栈的简单,获得了广泛的应用,并成为后续因特网使用的参考模型。

TCP/IP 参考模型 常见协议

此处重点说下 TCP 协议
TCP是面向连接的协议,因此每个TCP连接都有3个阶段:连接建立、数据传送和连接释放。连接建立经历三个步骤,通常称为“三次握手”

TCP三次握手过程

1、 第一次握手(客户端发送请求)
客户机发送连接请求报文段到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认。发送连接请求报文段内容:SYN=1,seq=x;SYN=1意思是一个TCP的SYN标志位置为1的包,指明客户端打算连接的服务器的端口;seq=x表示客户端初始序号x,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

2、 第二次握手(服务端回传确认)
服务器收到客户端连接请求报文,如果同意建立连接,向客户机发回确认报文段(ACK)应答,并为该TCP连接分配TCP缓存和变量。服务器发回确认报文段内容:SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1;SYN标志位和ACK标志位均为1,同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的ISN加1,即x+1;seq=y为服务端初始序号y。

3、 第三次握手(客户端回传确认)
客户机收到服务器的确认报文段后,向服务器给出确认报文段(ACK),并且也要给该连接分配缓存和变量。此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手。客户端发回确认报文段内容:ACK=1,seq=x+1,ack=y+1;ACK=1为确认报文段;seq=x+1为客户端序号加1;ack=y+1,为服务器发来的ACK的初始序号字段+1。

注意:握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。

TCP四次挥手过程

由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动,一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方执行被动关闭。

1、 TCP客户端发送一个FIN,用来关闭客户端到服务端的数据传送,客户端进入FIN_WAIT_1状态。发送报文段内容:
FIN=1,seq=u;
FIN=1表示请求切断连接;seq=u为客户端请求初始序号。

2、 服务端收到这个FIN,它发回一个ACK给客户端,确认序号为收到的序号加1。和SYN一样,一个FIN将占用一个序号;服务端进入CLOSE_WAIT状态。发送报文段内容:
ACK=1,seq=v,ack=u+1;
ACK=1为确认报文;seq=v为服务器确认初始序号;ack=u+1为客户端初始序号加1。

3、服务器关闭客户端的连接后,发送一个FIN给客户端,服务端进入LAST_ACK状态。发送报文段内容:
FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1;
FIN=1为请求切断连接,ACK=1为确认报文,seq=w为服务端请求切断初始序号。

4、 客户端收到FIN后,客户端进入TIME_WAIT状态,接着发回一个ACK报文给服务端确认,并将确认序号设置为收到序号加1,服务端进入CLOSED状态,完成四次挥手。发送报文内容:
ACK=1,seq=u+1,ack=w+1;
ACK=1为确认报文,seq=u+1为客户端初始序号加1,ack=w+1为服务器初始序号加1。

注意:为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次挥手?
因为当服务端收到客户端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当服务端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭socket,所以只能先回复一个ACK报文,告诉客户端,“你发的FIN报文,我收到了”。只有等到服务端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送,故需要四步挥手。