网络编程【1】网络基础协议

约定不等于承诺〃 2023-02-14 02:57 161阅读 0赞

一、OSI七层网络协议:
    二、经典协议与数据包:
    三、三次握手与四次挥手:
    四、TCP流量控制:
    五、TCP拥塞控制:
    六、为啥会出现粘包、拆包，如何处理？:

**一、OSI七层网络协议**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4OTAwNTY1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
**二、经典协议与数据包**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4OTAwNTY1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**三、三次握手与四次挥手**  
**3.1 三次握手目的：**  
保证连接是双工的(发生和接收同步进行)，可靠更多通过重传机制来保证。因为连接的全双工，所以双方都必须接收到对方的FIN包及确认方可关闭。  
**3.2 四次挥手目的：**  
中间阶段被动关闭方需连续发送两次消息给主打关闭端，因为被动关闭端可能需要处理未处理的消息才能发送FIN包和ACK包，期间可能需要比较久的时间去处理，为了避免主动关闭端误以为对方没有接收到，被动关闭方需要收到FIN包先行返回ACK包，待处理完毕后再发生FIN+ACK包。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4OTAwNTY1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
抓包分析  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4OTAwNTY1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
**3.3 为啥time-wait需要等待2MSL？**  
MSL是报文最大生存时间，在网络传输中，报文的生存时间为1个MSL，2个MSL代表一个来回的时间，若超过该时间，报文会被丢弃。  
`保证TCP协议的全双工连接能够可靠关闭，避免被动关闭方处于last-ack状态，若包丢失则重传`  
**3.4 为啥会大量出现CLOSE-WAIT**  
close-wait一般出现在被动关闭方。意味主动关闭方处于FIN-WAIT  
有如下原因：

*  并发请求太多
 *  被动关闭方未及时释放端口资源导致

**四、TCP流量控制**  
**4.1 TCP为啥需要流量控制？**  
由于通信双方，网速不同。任一方发送消息过快都会导致对方消息处理不过来，所以就需要把数据放到缓冲区中。  
如果缓冲区满了，发生方仍继续大量发送，那接收方则只能把数据包丢弃，所以要控制发送速率。  
**4.2 流量控制**  
缓冲区剩余大小称之为窗口，用win表示。如果win=0，则发送方停止发送。此时，发送方会定期询问对方的win大小来决定是否可以继续发送。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4OTAwNTY1_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**五、TCP拥塞控制(调节网络的负载)**  
流量控制和拥塞控制是两个概念，拥塞控制是两个概念，拥塞控制是调节网络的负载。  
接收方网络资源繁忙，因未及时响应ACK导致对方重传、将导致网络更加拥塞。  
拥塞控制是动态调整win的大小，不只是依赖缓冲区大小确定 窗口大小。  
拥塞控制包括两部分：

*  慢开始和拥塞避免  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4OTAwNTY1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]
 *  快速重传和快速恢复  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4OTAwNTY1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

**六、为啥会出现粘包和拆包？**  
6.1 什么是粘包？两个完整数据包捆在一起，不知读到哪里才算一个完整的数据包。  
6.2 什么是拆包？一个数据包过大，网络传输有一个限制MTU 1500比特，超过就将数据包分段。  
6.3 出现原因：

*  应用程序写入的数据大于套接字缓冲区大小，发送拆包；
 *  应用程序写入的数据小于套接字缓冲区大小，网卡将应用多次写入的数据发送到网络上，发生粘包。
 *  进行MSS(最大报文长度)大小的TCP分段，当TCP报文长度-TCP头部长度>n=MSS的时候发生拆包。  
    接收方不及时读取套接字缓冲区数据，发生粘包

6.4 解决方式(获取完整的数据报文)：  
消息设置消息长度  
消息设置消息边界，消息头、消息长度、消息内容

[【Python网络编程】：][Python]基于Python实现TCP、HTTP服务端与客户端  
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[Python]: https://blog.csdn.net/qq_38900565/article/details/105623914
[Go]: https://blog.csdn.net/qq_38900565/category_10019739.html