Web开发中的网络知识（传输层）
一、网络分层
二、传输层协议——TCP和UDP
2.1 TCP协议：建立连接（三次握手）——传输数据——断开连接（四次挥手）
1. 三次握手
第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1），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。
若ACK帧丢失，则服务器会每隔一段时间向客户端重发SYN+ACK包，直到收到客户端的确认为止，如果一直未收到则断开连接，但客户端并不知情，以为连接已成功建立，就会像服务器发送数据，此时，服务器会通过RST响应强制关闭连接。
参考链接：
https://github.com/jawil/blog/issues/14
http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/06/tcp-protocol.html
2. TCP为什么要进行三次握手？
在谢希仁著《计算机网络》第四版中讲三次握手的目的是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。在另一部经典的《计算机网络》一书中，三次握手的目的是为了解决网络中存在延迟的重复分组的问题，这两种不同的表述其实阐明的是同一个问题。
谢希仁版《计算机网络》中的例子是这样的，已失效的连接请求报文段的产生在这样一种情况下：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段，但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求，于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用三次握手，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用三次握手的办法可以防止上述现象发生，例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认，server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。
3. 四次挥手
client对server说：我没有数据传送了，请求关闭连接；
server对client说：我知道了，但是我有数据要发送，你还可以接收我发送的数据；
server对client说：我也没有数据要传送了，请求关闭连接；
client对server说：我知道了。
server收到该确认时就关闭连接，client等待一段时间后没有收到回复，则认为server已关闭连接，则client也关闭连接。
参考链接：
https://github.com/jawil/blog/issues/14
http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/06/tcp-protocol.html
2.2 UDP协议：客户端和服务器之间不需要建立连接，客户端随时可以将数据发送给服务器端。
2.3 TCP和UDP的区别
1. 基于连接与无连接；
2. 对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；
3. UDP程序结构较简单；
4. 流模式与数据报模式 ；
5. TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。
2.4 TCP和UDP的优缺点
1. TCP的优点： 可靠，稳定。TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。
TCP的缺点： 慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击。TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源，而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。
2. UDP的优点： 快，比TCP稍安全。UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些，但UDP也是无法避免攻击的，比如UDP Flood攻击等。
UDP的缺点： 不可靠，不稳定。因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。
3. 二者适用的场合
TCP： 当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误地传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议、POP、SMTP等邮件传输的协议。 在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下： HTTP FlashFXP、FTP Outlook、POP、SMTP Putty、Telnet、SSH QQ文件传输等。
UDP： 当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快。 常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音、QQ视频、TFTP、DNS解析等。
