iOS 网络相关

1、TCP／IP 及三次握手

通常使用的网络（包括互联网）是在 TCP/IP 协议族的基础上运作的。而 HTTP 属于它的一个子集。
协议：不同的硬件设备、操作系统之间需要通信的话需要遵循相同的规则，这种规则统称为 协议（protocol）。
把与互联网相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP 协议族。

TCP/IP 协议族分为 4 层，从上到下分别是：应用层、传输层、网络层和数据链路层。
应用层：应用层决定了向用户提供服务时通信的活动。FTP、DNS 和 HTTP 都属于此层
传输层：传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。TCP(传输控制协议) 和 UDP(用户数据报协议) 属于传输层
网络层：网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输线路）到达对方计算机，并把数据包传送给对方。
链路层：用来处理连接网络的硬件部分，包括控制操作系统、硬件的设备驱动和光纤等。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

1、发送端的客户端在在应用层发送一个 HTTP 请求
2、在传输层（TCP协议）把应用层处收到的数据（HTTP请求报文）进行分割，并在各个报文上打上标记序号及端口号转发给网络层
3、在网络层（IP协议），增加作为通信目的地的 MAC 地址后转发给链路层
4、接收端的服务器在链路层收到数据后，按顺序往上层发送，一直到应用层。当传输到应用层，才能算真正接收到由客户端发送过来的 HTTP 请求
总结：发送端在层与层之间传输数据时，每经过一层时必定会被打上一个该层所属的首部信息。反之，接收端在层与层传输数据时，每经过一层时会把对应的首部消去。

TCP vs UDP
TCP为传输控制层协议，为面向连接、可靠的、点到点的通信；
UDP为用户数据报协议，非连接的不可靠的点到多点的通信；
TCP侧重可靠传输，UDP侧重快速传输。
TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节（TCP要求系统资源较多，UDP较少）
应用场景
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的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用（HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议）
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，这时就可以使用UDP（QQ语音、QQ视频、实时游戏）

三次握手
第一次握手：客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
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，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），此发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次状态

为什么要四次分手
TCP是全双工模式.
当主机1发出FIN报文段时，只是表示主机1已经没有数据要发送了; 但是，这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据；
当主机2返回ACK报文段时，表示它已经知道主机1没有数据发送了，但是主机2还是可以发送数据到主机1的；
当主机2也发送了FIN报文段时，这个时候就表示主机2也没有数据要发送了
愉快的中断这次TCP连接。

2、socket编程

Scoket连接和HTTP连接的区别：
HTTP协议是基于TCP连接的，是应用层协议，主要解决如何包装数据。Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。
HTTP连接：短连接，客户端向服务器发送一次请求，服务器响应后连接断开，节省资源。服务器不能主动给客户端响应（除非采用HTTP长连接技术），iPhone主要使用类NSURLConnection。
Socket连接：长连接，客户端跟服务器端直接使用Socket进行连接，没有规定连接后断开，因此客户端和服务器段保持连接通道，双方可以主动发送数据，一般多用于游戏.Socket默认连接超时时间是30秒，默认大小是8K（理解为一个数据包大小）。

3、HTTP（图解HTTP）

HTTP请求报文是由请求方法、请求URI、协议版本、可选的请求首部字段和内容实体构成。
HTTP响应报文中由协议版本、状态码（表示请求成功或者失败的数字代码）、用以解释状态码的原因短语、可选的响应首部字段以及实体主体

HTTP/1.1 是无状态协议，协议自身不具备保存之前发送过的请求或者响应的功能。但是为了实现期望的保持状态的功能，于是引入了 Cookie 技术。

告知服务器意图的 HTTP 方法
GET：获取资源
POST：传输实体主体。
PUT：传输文件（鉴于 HTTP/1.1 的 PUT 方法自身不带验证机制，任何人都可以上传文件，存在安全性问题，因此一般的 Web 网站不使用此方法。）
DELETE：删除文件。DELETE 方法是和 PUT 相反的方法，按照请求中指定的 URI，删除指定的资源。（和PUT一样有安全性问题）

GET和POST的区别是什么？
* GET请求的数据会附在URL之后（就是把数据放置在HTTP协议头中），以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连。如果数据是英文字母/数字，原样发送，如果是空格，转换为+，如果是中文/其他字符，则直接把字符串用BASE64加密。
POST把提交的数据则放置在是HTTP包的包体中。Request Body.
get安全性低，post安全性较高
* get传送的数据量较小，post传送的数据量较大，一般被默认不受限制.
* GET书签可收藏/能被缓存/历史参数保留在浏览器历史，POST为书签不可收藏/不能缓存/参数不会保存在浏览器历史中。
* 引入幂等主要是为了处理同一个请求重复发送的情况，比如在请求响应前失去连接，如果方法是幂等的，就可以放心地重发一次请求。这也是浏览器在后退/刷新时遇到POST会给用户提示的原因：POST语义不是幂等的，重复请求可能会带来意想不到的后果

http的post和get啥区别？
get请求可以直接以浏览器访问，post则不能；
post可以往body里面填更多的数据，get则不能；
浏览器一般会限制get的URL长度，无法传递较大数据，一般限制1024Byte？
服务端对这两个请求的处理也不一样；
post安全性稍微高一点，主要是数据没有放在url上；

持久连接节省通信量
持久连接：旨在建立1次 TCP 连接后进行多次请求和响应的交互。
其特点是：只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。持久连接的好处在于减少了 TCP 连接的重复建立和断开造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。
持久化连接使得多数请求以 管线化 方式发送成为可能。这样就可以做到同时并行发送多个请求。

Cookie 会根据从服务器端发送的响应报文内的一个叫做 Set-Cookie 的首部字段信息，通知客户端保存 Cookie。当下次客户端再往该服务器发送请求时，客户端会自动在请求报文中加入 Cookie 值后发送出去。
服务器端发现客户端发送过来的 Cookie 后，会去检查究竟是从哪一个客户端发来的连接请求，然后对比服务器上的记录，最后得到之前的状态信息。

HTTP 状态码
200 OK：表示客户端发来的请求在服务器端被正常处理了。
301 Moved Permanently：永久性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，以后应使用资源现在所指定的 URI。
302 FOUND：临时性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，希望用户（本次）能使用新的 URI 访问。
400 Bad Request：该状态码表示请求报文中存在语法错误。当错误发生时，需修改请求的内容再次发送请求。
403 Forbidden：该状态码表明对请求资源的访问被服务器拒绝了。
404 Not Found：该状态码表明服务器上无法找到请求的资源。
500 Internal Server Error：该状态码表明服务器端在执行请求时发生了错误。

HTTP 过程：
1. 建立TCP连接，3次握手
2. Web浏览器向Web服务器发送请求命令 （例如：GET/sample/hello.jsp HTTP/1.1）
3. Web浏览器发送请求头信息 （User-Agent、Host、Cookie等信息，以空行结束）
4. Web服务器应答 （ HTTP/1.1 200 OK）
5. Web服务器发送应答头信息 （1. 响应头(response header) 2. 普通头(general header) 3. 实体头(entity header)）
6. Web服务器向浏览器发送数据 (服务器返回给客户端的文本信息)
7. Web服务器关闭TCP连接

从输入URL到页面加载发生了什么

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1、当用户需要请求github.com的时候，首先要打开浏览器，输入URL地址，即输入github.com
2、浏览器发起 DNS 调用去解析URL中的域名字段：
先检查本地缓存中有没有这个域名
如果有，浏览器将接收到的URL中抽取出域名字段，就是访问的主机名，比如https://github.com，并将这个主机名传送给DNS应用的客户端
如果没有查找系统hosts文件有没有这个域名，如果有，解析出IP
如果没有，DNS客户机端向DNS服务器端发送一份查询报文，报文中包含着要访问的主机名字段
该DNS客户机最终会收到一份回答报文，其中包含有该主机名对应的IP地址
3、一旦该浏览器收到来自DNS的IP地址，就可以向该IP地址定位的HTTP服务器发起TCP连接
浏览器先通过本地随机端口去建立一个通向服务端的连接通道，此通道遵循HTTP协议
浏览器将客户端信息打“包”
将“包”通过连接通道发送到服务端
4、服务端接收并打开这个“包”，读取到里面的请求路径
5、根据文件请求路径找到MIME-TYPE，即获得了消息内容类型
6、判断这个文件是否为静态文件，如果是静态文件，自己处理，如果自己不能处理，交给自己服务中的其他“小弟们”处理
7、如果是静态文件，则读取静态文件内容，将内容返回给客户端
8、如果不是静态文件，则发送给“小弟”处理，这里假设PHP能处理，就按照PHP的语法规则去处理并返回给服务端
9、服务端将处理好的数据以及其他一些内容，打“包”并通过之前建立的通道发送给客户端
10、客户端接收并打开这个服务端发送回来的“包”，找到其中的Content-Type
11、根据Content-Type指定的编码格式（例如html，css，javascript等），决定怎么去处理这些文件或者渲染网页
12、假设是HTML，则直接渲染到网页结构上

4、HTTP- Range

场景一：断点续传/下载。在下载软件时，已经下载了 95% 了，此时网络断了，如果不支持范围请求，那就只有被迫重头开始下载。但是如果有范围请求的加持，就只需要下载最后 5% 的资源，避免重新下载。
场景二：多线程下载，对大型文件，开启多个线程，每个线程下载其中的某一段，最后下载完成之后，在本地拼接成一个完整的文件，可以更有效的利用资源。

发送请求，获取资源。
响应请求，头部有 Accept-Ranges:bytes 来标记的，有此标记标识当前资源支持范围请求。
请求头部，Ranges来指定请求实体的范围。它的范围取值是在 0 - Content-Length 之间，使用 - 分割
响应头部，Content-Ragne标记响应的实体内容范围。标记它的单位是 bytes 然后标记当前传递的内容实体范围和总长度。

在 HTTP 的范围请求中，可以使用ETag或者 Last-Modified 来区分分段请求的资源，是否有修改过，只需要在请求头中，将它放在 If-Range 这个请求报文头中即可。如果两次操作的都是同一个资源文件，就会继续返回 206 状态码，开始后续的操作，反之则会返回 200 状态码，表示文件发生改变，要从头下载。

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5、HTTP & HTTPS- 中间人攻击（什么是中间人攻击？如何避免？）

中间人攻击是指攻击者与通讯的两端分别创建独立的联系，在请求和响应传输途中，拦截并篡改内容。通讯的两端都误以为他们正在通过一个私密的连接与对方直接对话。
对于 HTTP 来说，由于设计的简单，不需要太多步骤就可以进行监听和修改报文；而HTTPS 使用了 SSL 加密协议，是一种非常安全的机制，目前并没有方法直接对这个协议进行攻击，一般都是在建立 SSL 连接时，利用中间人获取到 CA证书、非对称加密的公钥、对称加密的密钥；有了这些条件，就可以对请求和响应进行拦截和篡改。

中间人攻击需要截获请求响应

对于中间人攻击，有一个前提就是：需要截获到客户端与服务器通信的线路。

抓包工具一般都是用户主动将其设置成系统的网络访问代理服务器，使得所有的网络访问请求都通过它来完成，从而实现了网络封包的截取和分析。

对于其它工具则是利用 DNS欺骗、ARP投毒、劫持网关等手段，将客户端的请求重定向到攻击者的机器，以便进行网络抓包。

SSL 证书欺骗攻击

SSL 证书欺骗攻击流程大概如下：

1. 截获客户端与服务器通信的通道
2. 然后在 SSL 建立连接的时候，进行中间人攻击
3. 将自己伪装成客户端，获取到服务器真实有效的 CA 证书（非对称加密的公钥）
4. 将自己伪装成服务器，获取到客服端的之后通信的密钥（对称加密的密钥）
5. 有了证书和密钥就可以监听之后通信的内容了

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这个避免方法就是：

• 客户端不要轻易信任证书
• App 可以提前预埋证书在本地

SSL 剥离攻击

SSL 剥离就是将客户端的 HTTPS 请求降级成 HTTP 请求，阻止 HTTP 请求重定向成 HTTPS ，流程图如下：

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总结

中间人攻击主要是伪装身份，然后截取通信的内容，对于 HTTP 是可以很轻松的截获；但是对于 HTTPS，主要是在建立 SSL 连接的时候，骗取到证书和密钥；流程不是很复杂，但是这个里面会涉及到比较多的知识点。

手机安装Charles根证书，手机使用Charles的代理，所有请求都经过Charles中间人。
Charles劫持到请求，替换服务端的证书为自己的伪证书，然后发送给客户端，客户端使用Charles根证书来验证这个伪证书，验证通过得到公钥，然后用公钥加密对话秘钥发送回Charles中间人，Charles中间人私用私钥解密得到对话秘钥并保存，然后再把对话秘钥用服务端的公钥加密返回给服务端，这样就表示两端握手成功，可以进行通信了。而且中间人也获得了之后的对话秘钥，可以解密之后的对话信息

6、HTTPS

加密原理

HTTPS（HTTP Secure） 并非是应用层的一种新协议。只是 HTTP 通信接口部分用 SSL（Secure Socket Layer）和TLS（Transport Layer Security）协议代替而已。通常，HTTP 直接和 TCP 通信。当使用 SSL 时，则演变成先和 SSL 通信，再由 SSL 和 TCP 通信了。简言之，所谓 HTTPS，其实就是身披 SSL 外壳的 HTTP。在采用 SSL 后，HTTP 就拥有了 HTTPS 的加密、证书和完整性保护这些功能。
SSL 是独立于 HTTP 的协议，所以不光是 HTTP 协议，其他运行在应用层的 SMTP 和 Telnet 等协议均可配合 SSL 协议使用。可以说 SSL 是当今世界上应用最为广泛的网络安全技术。

加密和解密同用一个密钥的方式叫做共享密钥加密，也被称为对称密钥加密。
使用两把密钥的公开密钥加密，发送密文的一方使用对方的公开密钥进行加密处理，对方收到被加密的信息后，再使用自己的私有密钥进行解密。

HTTPS 采用共享密钥加密和公开密钥加密两者并用的混合加密机制。在交换密钥环节使用公开密钥加密方式，之后的建立通信交换报文阶段则使用共享密钥加密方式。

如何保证公开密钥加密的公开密钥的真实性？
首先，服务器的运营人员向数字证书认证机构提供公开密钥的申请。数字证书认证机构在判明提出申请者的身份之后，会对已申请的公开密钥做数字签名，然后分配这个已签名的公开密钥，并将该公开密钥放入公钥证书后绑定在一起。
服务器会将这份由数字证书认证机构颁发的公钥证书发送给客户端，以进行公开密钥加密方式通信。公钥证书也可叫做数字证书或直接称为证书。
接到证书的客户端可使用数字证书认证机构的公开密钥，对那张证书上的数字签名进行验证，一旦验证通过，客户端便可明确两件事：一，认证服务器的公开密钥的是真实有效的数字证书认证机构。二，服务器的公开密钥是值得信赖的。

为什么不一直使用HTTPS

• 与纯文本通信相比, 加密通信会消耗更多的CPU资源以及内存资源, 如果每次通信都加密, 会消耗相当多的资源, 平摊到一台计算机上时, 能够处理的请求数量必定会随之减少.
• 节约购买证书的开销也原因之一.

HTTPS过程

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前提：客户端发起链接 三次握手，建立TCP连接
步骤1：客户端通过发送 Client Hello 报文开始 SSL 通信。报文中包含客户端支持的 SSL 的指定版本、加密组件（Cipher Suite）列表（所使用的加密算法及密钥长度等）。
步骤2：服务器可进行 SSL 通信时，会以 Server Hello 报文作为应答。和客户端一样，在报文中包含 SSL 版本以及加密组件。
步骤3：之后服务器发送 Certificate 报文。报文中包含公开密钥证书。
步骤4：最后服务器发送 Server Hello Done 报文通知客户端，最初阶段的 SSL 握手协商部分结束。

（ 客户端从内置的CA根证书对服务器发送来的数字证书进行验签，如果一致，说明证书是CA颁发的。否则提示过期，警告等等）

步骤5：SSL 第一次握手结束之后，客户端以 Client Key Exchange 报文作为回应。报文中包含通信加密中使用的一种被称为 Pre-master secret 的随机密码串。该报文已用步骤 3 中的公开密钥进行加密。
步骤6：接着客户端继续发送 Change Cipher Spec 报文。该报文会提示服务器，在此报文之后的通信会采用 Pre-master secret密钥加密。
步骤7：客户端发送 Finished 报文。该报文包含连接至今全部报文的整体校验值。这次握手协商是否能够成功，要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准。
步骤8：服务器同样发送 Change Cipher Spec 报文。
步骤9：服务器同样发送 Finished 报文。
步骤10：服务器和客户端的 Finished 报文交换完毕之后，SSL 连接就算建立完毕。当然，通信会受到 SSL 的保护。从此处开始进行应用层协议的通信，即发送 HTTP 请求。
步骤11：应用协议通信，即发送 HTTP 响应。
步骤12：最后由客户端断开连接。断开连接时，发送 close_notify 报文。

HTTP vs HTTPS
区别：

1. http是超文本传输协议，信息是明文传输。https则是具有安全性的ssl加密传输协议
2. 端口不一样，前者（http)是80,后者(https)是443。
3. http的连接很简单,是无状态的 。HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议 ，要比http协议安全
4. https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费
5. https可以有效的防止运营商劫持，解决了防劫持的一个大问题。

8、DNS劫持（[https://www.jianshu.com/p/b2bbb9afd3e9]、[https://www.jianshu.com/p/e299f3ce4482]、[https://blog.csdn.net/icefishlily/article/details/78863305]）

DNS（Domain Name System，域名系统），万维网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。

现在假如我们访问一个网站www.baidu.com从按下回车到百度页面显示到我们的电脑上会经历如下几个步骤：
1：计算机会向我们的运营商(移动、电信、联通等)发出打开www.baidu.com的请求。
2：运营商收到请求后会到自己的DNS服务器中找www.baidu.com这个域名所对应的服务器的IP地址(也就是百度的服务器的IP地址)，这里比如是115.239.210.27。
3：运营商用第二步得到的IP地址去找到百度的服务器请求得到数据后返回给我们。
  其中第二步就是我们所说的DNS解析过程

DNS劫持
由于域名->IP这个过程中，其解析是基于UDP 协议实现，所以报文是明文状态，可能会在请求过程中被监测，然后攻击者做一些自己的处理，比如返回假的IP地址或者什么都不做使请求失去响应，其效果就是对特定的网络不能反应或访问的是假网址。根本原因就是以下两点：
1：恶意攻击，拦截运营商的解析过程，把自己的非法东西嵌入其中。
2：运营商为了利益或者一些其他的因素，允许一些第三方在自己的链接里打打广告之类的。

防DNS劫持
根本解决：不走运营商的DNS解析也就不会存在DNS被劫持的问题。
简而言之：把项目中请求的接口替换成IP，URL是字符串，域名替换IP。
IP地址来源：
1、HTTPDNS
HTTPDNS是客户端基于http协议向服务器A发送域名B解析请求（例如：[www.baidu.com](https://www.baidu.com)），服务器A直接返回域名B对应的ip地址（例如：115.239.210.27），客户端获取到的IP后就向直接往此IP发送业务协议请求。
这种方式替代了基于DNS协议向运营商LocalDNS发起解析请求，可以从根本上避免LocalDNS造成的域名劫持问题。
国内提供域名解析 API 接口的，有 DNSPod，现在国内有很多厂商为 DNSPod 开发了 SDK，比如 阿里、七牛(开源)等。

2、内置IP列表
可以在启动等阶段由服务端下发域名和 IP 的对应列表，客户端来进行缓存，发起网络请求的时候直接根据缓存 IP 来进行业务访问。

具体：
基于NSURLProtocol可拦截iOS系统上基于上层网络库NSURLConnection/NSURLSession发出的网络请求；
通过注册自定义NSURLProtocol，用于拦截上层网络请求，并创建新的网络请求接管数据发送、接收、重定向等处理逻辑，将结果反馈给原始请求。
自定义NSURLProtocol处理过程概述：
在canInitWithRequest中过滤要需要做HTTPDNS域名解析的请求；
请求拦截后，做HTTPDNS域名解析；
解析完成后，同普通请求一样，替换URL.host字段，替换HTTP Header Host域，并接管该请求的数据发送、接收、重定向等处理；

9、SPDY & WebSocket 图解HTTP-3

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SPDY 没有完全改写 HTTP 协议，而是在 TCP/IP 的应用层与运输层之间通过新加会话层的形式运作。同时，考虑到安全性问题，SPDY 规定通信中使用 SSL。
SPDY 以会话层的形式加入，控制对数据的流动，但还是采用 HTTP 建立通信连接。

使用 SPDY 后，HTTP 协议额外获得以下功能。
多路复用流：通过单一的 TCP 连接，可以无限制处理多个 HTTP 请求。所有请求的处理都在一条 TCP 连接上完成，因此 TCP 的处理效率得到提高。
赋予请求优先级：SPDY 不仅可以无限制地并发处理请求，还可以给请求逐个分配优先级顺序。这样主要是为了在发送多个请求时，解决因带宽低而导致响应变慢的问题。
压缩 HTTP 首部：压缩 HTTP 请求和响应的首部。这样一来，通信产生的数据包数量和发送的字节数就更少了
推送功能：支持服务器主动向客户端推送数据的功能。这样，服务器可直接发送数据，而不必等待客户端的请求。
服务器提示功能：服务器可以主动提示客户端请求所需的资源。

WebSocket，即 Web 浏览器与 Web 服务器之间全双工通信标准。
一旦 Web 服务器与客户端之间建立起 WebSocket 协议的通信连接，之后所有的通信都依靠这个专用协议进行。通信过程中可相互发送 JSON、XML、HTML 或图片等任意格式的数据。
WebSocket 协议的主要特点：

推送功能：支持由服务器向客户端推送数据的推送功能
减少通信量：只要建立起 WebSocket 连接，就希望一直保持连接状态。和 HTTP 相比，不但每次连接时的总开销减少，而且由于 WebSocket 的首部信息很小，通信量也相应较少了。
为了实现 WebSocket 通信，在 HTTP 连接建立之后，需要完成一次 “握手” 的步骤。

握手·请求
需要用到 HTTP 的 Upgrade 首部字段，告知服务器通信协议发送改变，已达到握手的目的。(Upgrade: websocket)

握手·响应
返回状态码 101 Switching Protocols 的响应

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10､HTTP 1.0/1.1/2.0 && QUIC

HTTP1.0 1.1 2.0的区别
HTTP2.0新特性

影响HTTP请求快慢的因素

带宽：
如果说我们还停留在拨号上网的阶段，带宽可能会成为一个比较严重影响请求的问题，但是现在网络基础建设已经使得带宽得到极大的提升，我们不再会担心由带宽而影响网速，那么就只剩下延迟了。

延迟：
浏览器阻塞（HOL blocking）：浏览器会因为一些原因阻塞请求。浏览器对于同一个域名，同时只能有 4 个连接（这个根据浏览器内核不同可能会有所差异），超过浏览器最大连接数限制，后续请求就会被阻塞。
DNS 查询（DNS Lookup）：浏览器需要知道目标服务器的 IP 才能建立连接。将域名解析为 IP 的这个系统就是 DNS。这个通常可以利用DNS缓存结果来达到减少这个时间的目的。
建立连接（Initial connection）：HTTP 是基于 TCP 协议的，浏览器最快也要在第三次握手时才能捎带 HTTP 请求报文，达到真正的建立连接，但是这些连接无法复用会导致每次请求都经历三次握手和慢启动。三次握手在高延迟的场景下影响较明显，慢启动则对文件类大请求影响较大。

HTTP1.0和HTTP1.1的一些区别

HTTP1.0最早在网页中使用是在1996年，那个时候只是使用一些较为简单的网页上和网络请求上，而HTTP1.1则在1999年才开始广泛应用于现在的各大浏览器网络请求中，同时HTTP1.1也是当前使用最为广泛的HTTP协议。 主要区别主要体现在：

1､缓存处理，在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准，HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。
2､带宽优化及网络连接的使用，HTTP1.0中，存在一些浪费带宽的现象，例如客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能，HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。
3､错误通知的管理，在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码，如409（Conflict）表示请求的资源与资源的当前状态发生冲突；410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除。
4､Host头处理，在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域，且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误（400 Bad Request）。
5､长连接，HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟，在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。

HTTP2.0和HTTP1.1的一些区别

1、二进制传输
HTTP 2.0中所有加强性能的核心在于此--二进制传输。
之前的HTTP的版本中，我们传输数据方式--文本传输。
在HTTP 2.0中引入了新的编码机制，所有传输的数据都会被分隔，并采用二级制格式编码。

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2、多路复用
在 HTTP 2.0 中，有两个非常重要的概念，分别是帧（frame）和流（stream）。
帧代表着最小的数据单位，每个帧会标识出该帧属于哪个流，流也就是多个帧组成的数据流。
多路复用，就是在一个 TCP 连接中可以存在多条流。换句话说，也就是可以发送多个请求，对端可以通过帧中的标识知道属于哪个请求。通过这个技术，可以避免 HTTP 旧版本中的队头阻塞问题，极大的提高传输性能。

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3、Header压缩
在 HTTP 1.X 中，我们使用文本的形式传输 header，在 header 携带 cookie 的情况下，可能每次都需要重复传输几百到几千的字节。
在 HTTP 2.0 中，使用了 HPACK 压缩格式对传输的 header 进行编码，减少了 header 的大小。并在两端维护了索引表，用于记录出现过的 header ，后面在传输过程中就可以传输已经记录过的 header 的键名，对端收到数据后就可以通过键名找到对应的值。

4、服务端push
在 HTTP 2.0 中，服务端可以在客户端某个请求后，主动推送其他资源。
可以想象以下情况，某些资源客户端是一定会请求的，这时就可以采取服务端 push 的技术，提前给客户端推送必要的资源，这样就可以相对减少一点延迟时间。当然在浏览器兼容的情况下你也可以使用 prefetch 。

HTTP2.0的多路复用和HTTP1.X中的长连接复用有什么区别？

HTTP/1.* 一次请求-响应，建立一个连接，用完关闭；每一个请求都要建立一个连接；
HTTP/1.1 Pipeling解决方式为，若干个请求排队串行化单线程处理，后面的请求等待前面请求的返回才能获得执行机会，一旦有某请求超时等，后续请求只能被阻塞，毫无办法，也就是人们常说的线头阻塞；
HTTP/2多个请求可同时在一个连接上并行执行。某个请求任务耗时严重，不会影响到其它连接的正常执行；
具体如图：

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HTTP 1.1 & 2.0存在的缺陷

HTTP1.1存在的缺陷

队头堵塞导致：虽然通过持久性连接得到改善，但是每一个请求的服务端响应依然需要按照顺序排队，如果前面的响应处理较为耗费时间，那么同样非常耗费性能。

HTTP2.0存在的缺陷

基于连接的TCP协议，在往返时当其中一个数据包遇到问题，TCP连接需要等待整个包完成重传之后才能继续进行，虽然HTTP2.0通过多个stream，使得逻辑上一个tcp连接上的并行内容，进行多路数据的传输，但涉及到TCP收包是否乱序的问题。

QUIC

微软出品的github地址
腾讯揭秘QUIC的五大特性及外网表现
QUIC 0-RTT实现简析及一种分布式的0-RTT实现方案

QUIC ：Quick UDP Internet Connections；这是一个谷歌出品的基于 UDP 实现的同为传输层的协议，目标很远大，其最终目的是在web上代替TCP和TLS协议。

QUIC特点

1、该协议支持多路复用，虽然 HTTP 2.0 也支持多路复用，但是下层仍是 TCP，因为 TCP 的重传机制，只要一个包丢失就得判断丢失包并且重传，导致发生队头阻塞的问题，但是 UDP 没有这个机制。QUIC 的多路复用，在一条 QUIC 连接上可以发送多个请求 (stream)，一个连接上的多个请求(stream)之间是没有依赖的。比如说这个packet丢失，不会影响其他的stream。
2、实现了自己的加密协议，通过类似 TCP 的 TFO 机制可以实现 0-RTT，当然 TLS 1.3 已经实现了 0-RTT 了
3、支持重传和纠错机制（向前恢复），在只丢失一个包的情况下不需要重传，使用纠错机制恢复丢失的包。纠错机制：通过异或的方式，算出发出去的数据的异或值并单独发出一个包，服务端在发现有一个包丢失的情况下，通过其他数据包和异或值包算出丢失包。在丢失两个包或以上的情况就使用重传机制，因为算不出来了。

QUIC优点

具有SPDY的所有优点；
0-RTT连接；
减少丢包；
前向纠错，减少重传时延；
自适应拥塞控制，减少重新连接；
相当于TLS加密。

QUIC具体描述

• QUIC主要目标是减少连接延迟，客户端第一次连接服务器时，QUIC只需要1RTT的延迟就可以建立可靠安全的连接，相对于TCP+TLS的1～3次RTT要更加快捷。之后客户端可以在本地缓存加密的认证信息，再次与服务端建立连接时可以实现0RTT的连接建立延迟。

• 加密认证的报文。QUIC把TLS(1.3)等效加密，几乎每个UDP包都加密，报文body都经过加密，从头到脚几乎无死角，对证书也有一些压缩优化，每一个加密包独立认证。这个特性对直播来说，在客户端的防盗链、盗播、劫持上是有好处

• 连接迁移。传统NAT遇到的问题，比如小区运营商切换端口，导致设备端判断不了新的连接标识，需要重联。而QUIC使用公共包头和连接ID，可以在网络切换的时候不重连，从室内到室外，在理论上可以做到连接不断网

• QUIC同时复用了HTTP2.0的多路复用（Multiplexing）功能，但由于QUIC基于UDP，避免了HTTP/2的Head-of-Line Bolcking问题。
  QUIC基于UDP，运行在用户域而不是系统内核（TCP的核心拥塞控制在内核），使得QUIC协议可以快速部署和更新。

-重传与恢复
与TCP类似，QUIC每发送一个包后，都会等待回复一个确认包。当丢包率超过协议的纠错阀值，会显示与隐式进行重传。
对于某些重要的数据包，在确认丢失前就会进行重传。这样在网络中会有若干个相同包同时传输，任何一个成功抵达就完成了连接，通过这样降低丢包率。接收方对于关键数据包的多次发送和普通数据包的超时重传，都采用相同的重复包处理机制。
QUIC在拥塞避免算法上还加入了心跳机包，用于减少丢包率。
QUIC改进的拥塞控制。TCP的拥塞控制包含了四个算法：慢启动，拥塞避免，快速重传，快速恢复。QUIC 协议当前默认使用TCP协议的Cubic拥塞控制算法，同时也支持 CubicBytes, Reno, RenoBytes, BBR, PCC 等拥塞控制算法。同时QUIC拥有完善的数据包同步机制，在应用层做了很多网络拥塞控制层面的优化，能有效降低数据丢包率，有助降低复杂网络下的直播卡顿率，提升传输效率，使得推流更流畅。
QUIC使用前向纠错（FEC）来恢复数据，FEC采用简单的异或方式。每次发送一组数据，即每个数据包除了本身的数据以外，会带有其他数据包的部分数据，在少量丢包的情况下，可以使用其他数据包的冗余数据完成数据组装而无需重传，从而提高数据的传输速度。(这种做法同时也带来了冗余，可能没10个包中就要额外传输1个冗余包，在网络状况好的时候是一种浪费，目前谷歌已经废弃了QUIC的FEC功能)

-安全性
QUIC对每个散装的UDP包都进行了加密和认证的保护，并且避免使用前向依赖（如CBC模式）的方法，这样每个UDP包可以独立地根据IV进行加密或者认证处理。
QUIC使用了两级密钥机制：初始密钥和会话密钥。初次连接时不加密，并协商初始密钥。初始密钥协商完毕后再马上协商会话密钥，这样可以保证密钥的前向安全性，之后通信过程还可以实现密钥的更新。接收方收到密钥更新时，需要用新旧两种密钥对数据进行解密，直到成功才会正式使用新密钥。

-0RTT握手过程
QUIC握手过程需要一次数据交互，0RTT即可以完成握手过程的密钥协商，比TLS相比效率提供了5倍。
QUIC在握手过程使用Diffie-Hellman算法协商初始密钥，初始化密钥依赖于服务器存储的一组配置参数，该参数会周期性更新。初始密钥协商成果后，服务端会提供一个临时随机数，双方根据这个随机数再生成会话密钥。
client具体握手过程如下：