• 一些術語匯總
  • 并發與并行
• TCP/IP
  • TCP/IP模型
  • TCP三次握手與四次握手
  • TCP 如何保證可靠傳輸
• HTTP協議
  • 基本介紹
  • 作業原理
  • HTTP特性
  • HTTP請求Request和回應Response格式
  • 請求方法
  • HTTP 狀態碼
  • URL
  • HTTP與HTTPS的區別
• RESTful

一些術語匯總

并發與并行

這倆是不同的喲......
并發：輪流處理多任務，（兩個隊伍在排隊進一家咖啡廳，咖啡廳就一個門）
并行：同時處理多任務，（兩個隊伍在排隊進一家咖啡廳，咖啡廳有兩個門，每隊排一個門）

TCP/IP

TCP/IP模型

TCP/IP不是一個協議，而是一個協議族模型，里面包括4個層：應用層，傳輸層，網路層與資料層（被視為OSI七層模型的簡化版）


HTTP，TCP，IP在網路中分屬不同的層，
應用層：HTTP，FTP，POP，SMTP等就屬于這個層，應用層主要主要向用戶提供一組應用程式，比如郵件發送，遠程登錄等

• DNS（域名系統）是一個將域名和IP地址相互映射的分布式資料庫，它可以使人更方便的訪問互聯網（使用域名），而不用記住IP數串，
• HTTP（超文本傳輸協議）是互聯網上應用最廣泛的協議，所有萬維網的檔案必須遵守該協議，設計HTTP最初的目的是為了傳輸和接收HTML頁面，

傳輸層：TCP和UDP屬于這個層，該層用于提供兩個節點間的資料傳輸，

• TCP：
  • 面向連接（需要手動建立連接，確保連接通暢才會傳輸，網路設備會預留資源以確保連接通暢，通信完成后釋放連接）
  • TCP連接只能有兩個端點，因此TCP連接只能一對一，
  • TCP提供可靠傳輸：不重復，不丟失，無錯序，（面向連接協議中發送端和接收端都會記錄發送和接收的狀態）
• UDP：
  • 無連接（不需要事先建立連接，接收方也不會確認，無法提供可靠傳輸）
  • UDP沒有阻塞控制，因此網路盡管出現阻塞也不會降低傳輸速率，
  • UDP支持一對多，多對多，一對一，多對一的傳輸，
  • UDP提供最大努力傳輸：不保證資料可以成功傳送（無連接的資料包每次發送的狀態彼此之間獨立，不記錄）

無連接的優點：速度快（沒有阻塞控制，也省了許多保證可靠傳輸的機制）；可以實作多對一，一對多，多對多（面向連接的需要多個獨立連接才能做到）；且無連接是實作面向連接的基礎（IP是無連接的，它是構建TCP/IP的基礎）

網路層：IP屬于這個層，網路層包括地址管理與路由選擇，它決定資料通過什么路徑來到達另一端，在這層資料被稱為資料包，

網路介面層：通常包括作業系統中的設備驅動程式和計算機中對應的網路介面卡，它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理介面細節，

TCP三次握手與四次握手

三次握手目的是建立可靠的連接，這三次是確認雙方都能正確發送并接收對方資訊的最小次數，

第一次握手：客戶端發送帶有SYN標志的資料包到服務端，服務端可以由此確認自己正常接收了資料，也可以確認客戶端正確發送了資料，但客戶端無法確認任何事，
第二次握手，服務端發送帶有SYN/ACK標志的資料包到客戶端，證明了自己發送資料功能正常，客戶端知道了自己接收發送功能都正常，也知道了服務端接收發送都正常，但服務端不知道客戶端的接收功能是否正常，也不知道自己的發送功能是否正常，
第三次握手，客戶端發送帶有ACK標志給服務端，至此雙方都確認了自己和對方接收、發送功能正常，連接正式建立，

SYN是客戶端到服務端的確認標志；而ACK是反過來的確認標志，在TCP連接中，兩者互相發送資訊必須都無誤才行，

之所以是三次握手而不是兩次握手，主要原因是：如果客戶端之前發了一個SYN，但是滯留在網路中沒有傳到服務端，如果只有兩次握手，那么服務端之后如果收到這個過時請求不會再向客戶端確認，而是直接建立連接，那么會白白浪費資源，

斷開一個TCP連接需要四次揮手：

第一次揮手：客戶端發送帶FIN標志的資料包給服務端，告訴服務端客戶端已停止傳送資料，
第二次揮手：服務端發回客戶端ACK，并進入CLOSE_WAIT狀態，表示知道了，此時從客戶端到服務端的傳輸通道關閉，（但反向通道沒有關閉，于是此時連接處于半關閉狀態）
第三次揮手：等到服務端的資料發送完畢后，它會再給客戶端發一個FIN，
第四次揮手：客戶端收到后返給服務端ACK，服務端收到后正式關閉通道，而客戶端需要等待一段時間后再進入CLOSE狀態，

之所以服務端不能在接收到ACK后立刻回傳FIN，是因為終止資料傳輸的指令是上層應用層下達的，客戶端只能終結自己這邊的傳輸通道，而服務端的資料可能還沒有傳完，

最后，當客戶端最終發給服務端ACK之后并不是馬上CLOSE，而是等一段時間（通常是報文最大壽命時間），有兩個原因：

• 第一，因為它需要確認服務端收到了ACK之后才會正式關閉，如果服務端沒有收到ACK的話會重新發送給客戶端FIN，然后客戶端會再發一次ACK，并重新計時，
• 第二，它可以消滅所有殘留的報文，這也是規避掉可能有滯留在網路的過時報文進入新的請求的情況，

TCP 如何保證可靠傳輸

1. 應用資料被分割成TCP認為最適合發送的資料塊，
2. TCP給發送的每一個包進行編號，接收方對資料包進行排序，把有序資料傳送給應用層，
3. 校驗和：TCP 將保持它首部和資料的檢驗和，這是一個端到端的檢驗和，目的是檢測資料在傳輸程序中的任何變化，如果收到段的檢驗和有差錯，TCP 將丟棄這個報文段和不確認收到此報文段，
4. TCP 的接收端會丟棄重復的資料，
5. 流量控制：TCP連接的每一方都有固定大小的緩沖空間，TCP的接收端只允許發送端發送接收端緩沖區能接納的資料，當接收方來不及處理發送方的資料，能提示發送方降低發送的速率，防止包丟失，TCP 使用的流量控制協議是可變大小的滑動視窗協議， （TCP 利用滑動視窗實作流量控制）
6. 擁塞控制：當網路擁塞時，減少資料的發送，
7. 停止等待協議：也是為了實作可靠傳輸的，它的基本原理就是每發完一個分組就停止發送，等待對方確認，在收到確認后再發下一個分組，超時重傳： 當TCP發出一個報文段后，它啟動一個定時器，等待目的端確認收到這個報文段，如果不能及時收到一個確認，將重發這個報文段，

HTTP協議

基本介紹

HTTP 是一個客戶端終端和服務器端請求和應答的標準，是基于TCP/IP之上的應用層協議，通過使用瀏覽器、網路爬蟲等工具，客戶端發起了一個請求到服務器上指定埠，我們稱這個客戶端為用戶代理程式，應答的服務器上會存盤一些資源，我們稱這個應答服務器為源服務器，在用戶代理和源服務器之間有很多中間層，比如代理服務器、網關、隧道等，

作業原理

1. 客戶端（通常是瀏覽器）通過DNS查找到域名對應的IP地址，
2. 根據IP地址，HTTP客戶端與Web服務器的HTTP埠（默認為80）建立一個TCP連接，
3. 通過TCP連接，客戶端發送一個HTTP請求報文，
4. 服務器接收請求，根據提供的引數，cookies等資訊再生成HTTP回應，并將資源副本（通常是HTML）寫到TCP套接字，由客戶端讀取，
5. 釋放TCP連接
6. 客戶端瀏覽器決議HTML內容，

例如：在瀏覽器地址欄輸入一個url，回車后所經歷的流程如下：

1. 瀏覽器向DNS服務器請求決議該url中對應的IP地址，
2. 決議到IP地址后，根據IP地址和埠號，和對應服務器建立TCP連接，
3. 瀏覽器發出讀取檔案（URL中域名后面部分）的HTTP請求，該請求報文作為TCP三次握手的第三個報文的資料發送給服務器，
4. 服務器對瀏覽器請求做出回應，并把對應的html文本發送給瀏覽器，
5. 釋放TCP連接
6. 瀏覽器決議并顯示html內容，

HTTP特性

1. 基于請求-回應模式
   HTTP協議規定，請求由客戶端發出，然后服務器端進行回應，如果客戶端沒有請求，服務器端也不會回應，
   
   
2. 無狀態
   HTTP協議自身不對請求和回應之間的通信狀態進行保存，也就是說，如果該事務后續處理要求前邊的資訊，則必須要重新傳輸，這樣的好處時當每個事務是獨立的時，它的回應速度會很快，但也意味著如果事務間有聯系的話則需要傳入重復的資料，對此引入cookies技術，該技術可以保持一個狀態（比如用戶登錄了網站，但是他跳轉的同時需要保持登錄狀態），
   
   
3. 無連接（短連接）
   無連接意味著服務器一次鏈接處理一個請求，當完成響應并且得到客戶端應答后即斷開，采用這種方式可以節省傳輸時間，并且提高并發性能，
   
   可以設定http的keep-alive（長連接），會在完成回應后等一段時間再開始關閉連接，如果還有http請求則保持連接，這樣在一個TCP連接中可以發送多個資料，減少了揮手中TIME_WAIT的時間（更少的TCP連接意味著更少的系統內核呼叫，或者說socket中accpet和close的呼叫），但是，如果keep-alive的時間過長則也會導致資源浪費）
   （http和TCP都有keep-alive機制，意圖不一樣，TCP 的keep—alive機制會在最后一次傳輸完畢http之后過一段時間發給客戶端一個確認包，以確保連接正常，如果客戶端給出了回應，則表示連接依舊正常，不釋放TCP連接）
   
   還有一種并發連接：其實就是并發的短鏈接:)
   

HTTP請求Request和回應Response格式

Request包含四部分：請求行，請求頭部，空行，請求資料

舉例（一個GET請求）

GET /562f25980001b1b106000338.jpg HTTP/1.1
Host    img.mukewang.com
User-Agent    Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36
Accept    image/webp,image/*,*/*;q=0.8
Referer    http://www.imooc.com/
Accept-Encoding    gzip, deflate, sdch
Accept-Language    zh-CN,zh;q=0.8

上面的例子中，第一行為請求行，先標明是GET方法，后面是URL以及協議版本，
下面幾行都是請求頭部，用來標明服務器要使用的附加資訊，
該請求沒有請求資料，所以資料行為空

要注意的是，GET會把請求資料放在url中，而POST則會放在請求資料行中，因此，GET方法請求資料會顯示給客戶端，而POST不會，所以使用GET提交資料是不安全的，

Response 包括三部分：狀態行，回應報頭，空行，回應正文

舉例：

HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 22 May 2009 06:07:21 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8

<html>
      <head></head>
      <body>
            <!--body goes here-->
      </body>
</html>

第一行為狀態行，表名協議版本以及狀態碼
后面兩行data和content-type則是回應報頭，用于輸出客戶端需要的一些額外資訊，
空行之后，則是相應正文（html）

請求方法

HTTP定義了八種方法來操作指定的資源：

1. GET:請求指定的資源，并回傳物體本體，
2. HEAD:也是請求指定資源，但不會回傳具體內容，用于獲取報頭，
3. POST:向指定資源提交資料，（這個請求可能會導致新資源的創建或者舊資源的修改）
4. PUT:向指定資源位置上傳其最新內容，
5. DELETE:請求服務器洗掉指定的資料，
6. TRACE:回顯服務請求，用于測驗診斷，
7. OPTION: 這個方法可使服務器傳回該資源所支持的所有HTTP請求方法，允許客戶端查看服務器是否正常運行，
8. HTTP/1.1協議中預留給能夠將連接改為管道方式的代理服務器，

HTTP 狀態碼

1xxx（資訊）：請求已服務器接收，繼續處理，
2xxx（成功）：請求已被服務器成功接收，理解，
3xxx（重定向）：需要后續操作，
4xxx（客戶端錯誤）：請求無法實作，
5xxx（服務器錯誤）：服務器在實作某個正常請求時出現問題

常見狀態碼：
200 OK： 請求成功
301 Moved permanently：永久移動，請求的資源已被永久的移動到新URI，回傳資訊會包括新的URI，瀏覽器會自動定向到新URI，今后任何新的請求都應使用新的URI代替
400 Bad request：請求有語法錯誤，服務器無法理解
402 Unauthorized：請求要求用戶的身份認證
403 Forbidden：服務器理解請求客戶端的請求，但是拒絕執行此請求
404 Not Found：服務器無法根據客戶端的請求找到資源（網頁），
500 Internal Server Error：服務器內部錯誤，無法完成請求

URL

URL,全稱是Uniform Resource Locator, 中文叫統一資源定位符,是互聯網上用來標識某一處資源的地址，
以下是一個url應有的格式：
http://www.mmm.com:80/max?name=max&age=26#first

1. http表示協議；
2. www.mmm.com表示域名部分(也可以直接使用IP地址)
3. :80是一個埠部分，如果省略的話則使用默認埠，
4. /max表示虛擬路徑部分，從第一個/開始到?為止，包括目錄與檔案名，
5. ?開始之后表示引數部分，有兩種方法設定引數：
   • 以?開始，以&進行引數分割，以=匹配鍵和值：
     http://120.0.0.1:8000/admin?name=max&age=30
   • 用分隔符來分
     http://120.0.0.1:8000/admin/max/30 #（感覺容易和路徑混淆，）

6. 到最后是錨部分（不是必須的）

HTTP與HTTPS的區別

HTTP以明文形式在瀏覽器和服務器之間傳遞資訊，不提供加密，如果攻擊者截取了報文，則可以直接竊取資訊，

HTTPS則在HTTP的基礎上添加了SSL加密協議，SSL依靠證書來驗證服務器的身份，并且為客戶端與服務端的通信提供加密，HTTPS協議更安全，但是在握手時也更耗時，

RESTful

什么是REST?
Representation State Transfer：表現層狀態轉化，
表現層意思是“資源的表現方法”，比如文本的表現方法是txt檔案，圖片的表現方法是jpg等，而狀態轉化的意思是“通過某種手段讓服務器發生變化”，這種手段就是HTTP協議操作，綜上所述，REST的意思是：

1. Resources：使用URL定位資源，
2. Representation：在客戶端與服務端，傳遞資源的表現層
3. State Transfer：使用4個HTTP動詞（GET,POST,PUT,DELETE)對服務器進行操作，

REST是網路中client與server之間的互動風格，REST本身不實用，實用的是如何寫出RESTful的API，

1. URI使用名詞而不是動詞，且名詞最好是復數，
2. 具體動詞使用HTTP的運算子GET，POST等
3. 使用HTTP status code 來傳遞狀態資訊，比如404什么的，
4. 傳遞資源的某種表現形式（比如json，html，jpg等）

標籤：Python

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