TCP/IP

什么是TCP/IP？

简单来说，计算机和网络设备实现通信，双方必须约定好一个规则，这中规则统称为协议。当然TCP/IP是这种规则的统称。

TCP/IP 的分层管理？

四个层次：应用层、传输层、网络层、数据链路层
分层的好处：如果互联网是由一个协议统称，那么当一个地方需要更改设计，需要将整体部分替换掉。而分层只需把变动的层次替换掉即可。并且分层之后设计也会变得简单，处于应用层的只考虑处理自己的任务即可。

向页面请求数据HTTP发生了什么？

首先客户端处于应用层（HTTP）发送一个Web页面的HTTP请求。
接着为了方便传输会在传输层TCP中把从应用层收到的数据(HTTP请求报文) 进行分隔，并且在报文上打上标记号、端口号转发给网络层。
在网路层（IP），增加作为通信目的地的MAC地址后转发给链路层。
接受服务器端的链路层接收到数据后会按序层向上层发送，一直到应用层。

TCP/IP四个层级的作用？

应用层：决定了向用户提供应用服务的通信活动。其中包含FTP传输协议、DNS域名服务协议、HTTP。
传输层：主要提供处于网络连接中的两台计算机中间的数据传输。发送数据包到计算机使用特定端口号的应用程序。主要包含UDP和TCP
网络层：主要处理在网络上流动的数据包（网络传输的最小单位）。如果计算机之间通过多台计算机或者网络进行传输，网络层就是在众多选项之间选择一条传输路线。
链路层：主要是处理链接网络的硬件部分，将二进制数据包与网络信号相互交换。

TCP的三次握手？

简单的来说，发送端首先发送一个带SYN（同步序号，请求建立连接，并在其序列号的字段进行序列号的初始值设定，建立链接设为1）标志的数据包给对方。接受端收到后，回传一个带有SYN/ACK（确认号是否有效，一般设置为1）标志的数据包以示传达确认的消息。最后发送端在回传一个带有ACK标志的数据包。
详细图解：
PS：ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位，其值要么是1，要么是0；ack、seq小写的单词表示序号。

确认ACK：占1位，仅当ACK = 1时，确认号字段才有效。ACK=0时，确认号无效。
确认号ack：占4个字节，期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号；序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号；而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号；因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。
同步SYN：建立连接时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个建立请求报文段，如果同意链接，则在相应报文中使得SYN=1，ACK=1。因此SYN=1表示这是一个连接请求或者接受报文请求。SYN只有在TCP建立连接的时候才会被置位1，握完手后SYN被置位0
确认号seq：占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。
第一次握手：建立链接,客户端发送SYN=1的数据包到服务器，进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器接收到SYN=1的数据包后，必须确认用户的SYN即ack=x+1，同时自己也会发出一个SYN（seq=y）,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=y+1）,此时包发送完毕，客户端和服务端进入ESTABLISHED（TCP连接成功~）状态，完成三次握手。

四次握手？

终止FIN：用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接
理解：
第一次握手：客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（TCP规定，FIN即使不携带数据，也要消耗一个序号）。
第二次握手：服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
之后
客户端收到服务器端的确认请求后，此时，客户端就进入到FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送链接释放报文，
第三次握手：服务器将最后的数据发送完毕，向客户端发送关闭连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
第四次握手：客户端收到服务器的链接释放后，必须发送确认ACK=1，ack=w+1, seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
最后
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

因为服务端收到客户端的SYN链接请求报文后，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。
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Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server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。故需要四步握手。

为什么不能用两次握手进行连接？

三次握手完成了两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作，也要允许双方就初始化序列号进行协商，进而需要发送和确认。
现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。

DNS域名解析？

DNS（Domain Name System）服务是和 HTTP 协议一样位于应用层的协议。它提供域名到 IP 地址之间的解析服务。

当输入域名的时候，浏览器首先链接的是DNS服务器，获取到该域名的IP地址后，浏览器再连接访问该IP的服务器。

1、 输入域名的时候，操作系统会检查自己本地hosts文件中是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回。
2、 如果hosts里没有这个域名的映射，则会查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。
3、 如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析记过给客户端，完成域名解析，此解析具有权威性。
4、 如果要查询域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。
5、 如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判断这个域名（.com）是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址（baidu.com）给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找baidu.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到www.baidu.com主机。
6、 如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。