1.OSI七层模型和TCP/IP四层模型
OSI参考模型主要由七层架构组成，分别是：
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物理层： 主要包括一些
物理标准设备，如网线接口类型、光纤接口类型、各种传输介质速率等。主要作用是传输比特流。这一层的数据叫做比特 -
数据链路层： 主要从物理层接受的数据进行
MAC地址（网卡地址）的封装与解封。这一层的设备叫交换机，数据通过交换机来传输。 -
网络层： 下层接收到的
数据进行IP地址的封装与解封装。这一层工作得设备是路由器，这一层的数据叫数据包 -
传输层： 定义了一些
传输数据的协议和端口号，如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。。主要是将下层数据进行分段传输，到达目的地后进行重组。这一层的数据叫段。 -
会话层： 通过
传输层建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求。 -
表示层： 主要对接收到的数据进行
解释、加密和解密、压缩与解压缩。 -
应用层： 主要是一些
终端的应用，如FTP，WEB，QQ之类的。
TCP/IP四层模型分别是：
应用层： 参考于OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务，如FTP、Tenlnet、DNS、SMTP等。
传输层： 对应与OSI参考模型的传输层，为应用层提供端到端的通讯功能，保证了数据包的顺序传送和数据的完整性。主要定义了TCP和UDP协议。
网络层： 网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。该层协议有IP协议、地址解析协议（ARP）、互联网管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。
IP协议是网际互联层最重要的协议，它提供的是一个不可靠、无连接的数据报传递服务。
网络接口层： 网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。
| OSI七层网络模型 |
TCP/IP四层概念模型 |
对应网络协议 |
| 应用层（Application） |
应用层 |
HTTP、TFTP, FTP, NFS, WAIS、SMTP |
| 表示层（Presentation） |
Telnet, Rlogin, SNMP, Gopher |
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| 会话层（Session） |
SMTP, DNS |
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| 传输层（Transport） |
传输层 |
TCP, UDP |
| 网络层（Network） |
网络层 |
IP, ICMP, ARP, RARP, AKP, UUCP |
| 数据链路层（Data Link） |
网络接口层 |
FDDI, Ethernet, Arpanet, PDN, SLIP, PPP |
| 物理层（Physical） |
IEEE 802.1A, IEEE 802.2到IEEE 802.11 |
优点：
- 把复杂网络分成更容易管理的层（复杂问题划分成若干个小问题）
- 没有一个厂商能够提供全套完成的解决方案和所有的设备、协议
- 分工明确，上层不关心下层下层细节
2. TCP 协议
2.1 TCP长连接和短链接
TCP在真正的读写操作之前，server和client必须建立一个连接，当读写操作完成后，双方不再需要这个连接时它们可以释放这个连接。连接的建立通过三次握手，释放需要四次挥手。所以说每建立一个连接都是需要消耗资源和时间的。
TCP短链接
短链接步骤：client向server发送连接请求 -> server接到请求 -> client向server发送消息 -> server回应client -> 一次读写完成，一般由client发起close操作。
短连接之间一般只会在client/server之间传递一次读写操作。
TCP长链接
长链接步骤：client向server发送连接请求 -> server接到请求 -> client向server发送消息 -> server回应client -> 一次读写完成，连接不关闭 -> 后续读写操作 -> 一般由client发起close操作。
各自优缺点以及应用场景
- 长连接可以省去较多的TCP建立和关闭的操作，减少浪费，节约时间。对于频繁请求资源的客户来说，较适用长连接。
- client和server之间连接一直不关闭的话，会导致客户端连接越来越多，导致server压力过大。这时server会采用一些策略，关闭一些较长没有IO时间的连接等。
- 短链接对于服务器比较简单，存在的连接都是有用连接，不需要额外手段。但如果请求频繁，在建立和关闭连接上会浪费资源。
长连接适用场景：监控系统、即时通讯系统、数据库连接
短链接使用场景：Http服务
2.2 TCP三次握手和四次挥手
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序列号
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。 -
确认序号
ack：占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，ack=seq+1。 -
确认标志位
ACK：占1位，确认序号有效。 -
同步
SYN：连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。 -
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
2.2.1 三次握手
第一次握手： 客户端发送第一个包，其中SYN标志位为1, ACK=0，发送顺序号sequence=X(随机int)。客户端进入SYN发送状态，等待服务器确认。
第二次握手： 服务器收到这个包后发送第二个包，其中包SYN、ACK标志位为x+1，发送顺序号seq=Y(随机int)，接收顺序号ACK=X+1，此时服务器进入SYN接收状态。
第三次握手： 客户端收到服务器传来的包后，向服务器发送第三个包，SYN=0, ACK=Y+1，接收顺序号ACK = Y+1,发送顺序号seq=X+1。此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED建立成功状态，完成三次握手。
问题：为什么不能用两次握手进行连接？
答：3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。
问题：如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？
TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。
2.2.2 四次挥手
四次挥手是指终止TCP连接协议时，需要在客户端和服务器之间发送四个包
第一次挥手： 主动关闭方发送第一个包，其中FIN标志位为1，发送顺序号seq为X，ACK为Z。
第二次挥手： 被动关闭方收到FIN包后发送第二个包，其中发送顺序号seq为Z，接收顺序号ack为X+1。
第三次挥手： 被动关闭方再发送第三个包，其中FIN标志位为1，发送顺序号seq为Y，接收顺序号ack为X。
第四次挥手： 主动关闭方发送第四个包，其中发送顺序号seq为X，接收顺序号ack为Y + 1。至此，完成四次挥手。
超时重传指的是，发送数据包在一定的时间周期内没有收到相应的ACK，等待一定的时间，超时之后就认为这个数据包丢失，就会重新发送。这个等待时间被称为RTO.
问题：为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
建立连接时，ACK和SYN可以放在一个报文里来发送。而关闭连接时，被动关闭方可能还需要发送一些数据后，再发送FIN报文表示同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。
为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？
两个存在的理由：1、无法保证最后发送的ACK报文会一定被对方收到，所以需要重发可能丢失的ACK报文。2、关闭链接一段时间后可能会在相同的IP地址和端口建立新的连接，为了防止旧连接的重复分组在新连接已经终止后再现。2MSL足以让分组最多存活msl秒被丢弃。
2.3 TCP滑动窗口
窗口是缓存的一部分，用来暂时存放字节流。发送方和接收方何有一个窗口，接收方通过TCP报文段中的窗口字段告诉发送方自己的窗口大小，发送方根据这个值和其它信息设置自己的窗口大小。
发送窗口内的字节都允许被发送，接收窗口内的字节都允许被接受。如果发送窗口左部的字节已经发送并且收到了确认，那么将发送窗口向右滑动一定距离，直到左部第一个字节不是已发送并且已确认的状态；接受窗口的滑动类似，接受窗口左部字节已经发送确认并交付主机，就向滑动接受窗口。
2.4 UDP协议和TCP协议的区别
UDP又称无连接协议， 主要用于如下：
| 特征点 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 是否连接 | 面向连接 | 非连接 |
| 传输可靠性 | 可靠 | 会丢包，不可靠 |
| 应用场景 | 传输数据量大 | 传输量小 |
| 速度 | 慢 | 快 |
3. HTTP
3.1 HTTP的五大特点
1. 支持客户端/服务器模式
2. 简单快速 客户端向服务器请求时，只需传送请求方法和路径，常用请求方法有POST和GET。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，通信速度快。
3. 灵活 HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
4. 无连接 无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。
5. 无状态 HTTP是无状态协议，无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。
3.3 HTTP请求/响应步骤
客户端连接Web服务器 -> 发送HTTP请求 -> 服务器接受请求并返回http响应 -> 释放TCP连接 -> 客户端浏览器解析HTML内容
