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1.前言
作为一个软件开发人员，以前认为，精通开发技术就ok了。其实不然，要想进阶，还需要从点到面，不仅要深度，也需要提升自己的技术知识广度。
那么，今天所要分享学习的网络协议便是技术栈中，需要了解的一项。
1.1 为什么需要了解网络协议？
首先，如果你做通讯业务开发，或是与某其他语种之间进行数据传递，那么网络协议，可谓是必修课。因为你不清楚协议规则，就不能很好的开发完成以上但不仅限的工作内容。
其次，很多人可能会说，我不做上面说的那些相关工作。那么，网络协议也是我们需要了解到的选修课。因为我们不仅要了解业务间的接口调用周期，也需要熟悉一个请求，是如何在网络间，从一个网络端传递到另一个网络端的。
1.2 OSI七层模型与TCP/IP四层概念模型
在介绍网络协议之前，我觉得有必要先说一下OSI七层模型(开放式系统互联通信参考模型)与TCP/IP四层概念模型。因为这样，大家才能有一个由表及里的带入感。从整体，到局部，这样才能了解的更全面。
这个模型图介绍的很详细，但看上去也过于复杂。下面我们用一张表格进行概括：
表格里的内容，用一个图简单汇总对比。更直观的了解，如下：
而我们做开发的，其实主要打交道的就是上图TCP/IP模型中的应用层和传输层了。以下也主要针对这两层的协议做一下具体学习。
2.网络协议
2.1 什么是网络协议
网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
2.1.1 网络协议的组成
-
语义，解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。
-
语法，用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。
-
时序，对事件发生顺序的详细说明。
可以形象地把这三个要素描述为：语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。
2.2 网络协议的类型
常用的网络协议有如下类型：TCP UDP HTTP HTTPS FTP DNS Telnet TCP/IP SSL/TLS websocket
下面主要介绍一下我们常见且常用的几种协议：
2.3 TCP协议
定义：TCP协议是一种面向连接的、可靠的、传输速度慢、基于字节流的传输层通信协议。
作用：主要用于在主机间建立一个虚拟连接，以实现高可靠性的数据包交换
特点：
（1）面向连接的
（2）提供可靠的数据传输服务
（3）提供流量控制。TCP能够控制进程发送数据的速率，保证另一端不被大量的数据“淹没”而出现溢出。
（4）提供拥塞控制。当网络出现拥塞的时候，TCP能够减小向网络注入数据的速率和数量，缓解拥塞。
（5）提供全双工通信。TCP提供双向的数据传输服务。TCP允许通信双方的应用进程在任何时候发送数据。TCP连接的两端都设有发送缓存和接收缓存，用来临时存放双向通信的数据。
（6）TCP是面向字节流的。TCP中的“流”是指流入到进程或从进程流出的字节
2.4 UDP协议
定义：UDP协议是OSI(Open System Interconnection，开放式系统互联)模型中的一种无连接的、简单不可靠的、传输速度快、面向事务的传输层通信协议。
特点：
（1）无连接的。
（2）UDP是一种尽力而为的服务方式，不提供可靠的数据传输服务（比如数据的丢失、重复和无序）。
（3）UDP是高效的传输协议。
（4）UDP没有拥塞控制和流量控制。
TCP和UDP协议的区别
A、TCP面向连接（打电话要先拨号建立连接）；
UDP是无连接的（发送数据之前不需要建立连接）。
B、TCP提供可靠的服务（通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复、按序到达）；
UDP尽最大努力交付，不保证可靠交付。
C、TCP基于字节流（实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流）。
UDP是基于报文的，UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低
（对实时应用很有用，IP电话，实时视频电话）。
D、TCP保证数据正确性；
UDP可能丢包。
E、TCP保证数据顺序；
UDP不保证。
F、每一条TCP连接只能是点到点的；
UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信
G、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道
UDP则是不可靠信道
H、TCP的首部开销20字节
UDP的首部开销8字节
I、TCP要求系统资源较多，UDP较少
2.5 HTTP协议
定义：● 是用于从万维网（www）服务器传输超文本到本地浏览器的超文本传送协议（ Hyper Text Transfer Protocol ）
● 是 基于TCP/IP通信协议来传递数据（HTML、图片、查询结果等）的协议
● 是一个属于应用层的、面向对象的协议
● 由于其简捷、快速的适用于分布式超媒体信息系统
工作原理：HTTP协议工作在客户端-服务端架构上。
浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端（即WEB服务器）发送请求，
WEB服务器根据接收到的请求后，向客户端发送响应信息。
HTTP请求/响应的步骤：
A、客户端连接到web服务器：一个HTTP客户端通常是浏览器，与web服务器的
HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接
B、发送HTTP请求：通过TCP套接字，客户端向web服务器发送一个文本的请求
报文，一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据组成
C、服务器接收请求并返回HTTP响应：WEB服务器解析请求，定位请求资源。服
务器将资源副本写到TCP套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头
部、空行、响应数据组成
D、释放TCP连接：若connection模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户
端被动关闭连接，释放TCP连接；若connection模式为keepalive，则该连接
会保持一段时间，在该时间内可以接着接收请求
E、客户端（浏览器）解析HTML内容：客户端首先解析状态行，查看表明请求是
否成功的状态代码 ；然后解析每一个响应头，向应头告知以下为若干字节的
HTML文档和文档的字符集。客户端读取响应数据HTML，根据HTML的语法
对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示
特点：● 无连接：其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，断开连接，可以节省传输时间
● 无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。
缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则必须重传。这可能导致
每次连接传送的数据量增大。但是在服务器不需要先前信息时，他的应答
就较快
● 简单快速：客户向服务器发送请求时，只需传送请求方法和路径。
请求方法常用POST GET HEAD，每种方法规定了客户与服务器联系的
类型不同。
HTTP协议简单，似的HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度快
● 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
标记
● 支持B/S C/S模式
HTTP请求方法：HTTP1.0定义三种方法，即POST GET HEAD
HTTP1.1新增5种方法，OPTIONS PUT DELETE TRACE CONNECT
● GET：请求指定页面信息，并返回实体主体
● POST：向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单、上传文件）
● HEAD：类似GET请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头
● PUT：从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容
● DELETE：请求服务器删除指定的页面
● CONNECT：HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道式的代理服务器
● OPTIONS：允许客户端查看服务器的性能
● TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断
POST和GET的区别：
● GET提交的数据会显示在地址栏中（即数据放在URL之后，以?分割URL和传输的
数据，参数之间以&相连）；
POST提交的数据放在HTTP包的body中，因此地址栏不会显示提交的数据
● GET提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制）；
POST提交的数据没有限制
● GET方式提交数据会带来安全问题，比如登录页面，通过GET方式提交数据时，
用户名和密码会出现在地址栏上，如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台
机器，就可以从历史记录获得该用户的用户名和密码。
POST不存在安全问题
● GET方式需要使用Request.QueryString来取得变量的值
POST通过Request.Form来取得变量的值
2.5.1 http与RPC的区别
- 最本质的区别，就是RPC主要是基于TCP/IP协议的，而HTTP主要是基于HTTP协议的。
- HTTP协议是在传输层协议TCP之上的应用层，效率上，RPC当然是要更胜一筹
2.6 HTTPS协议
定义：HTTPS协议是HTTP协议和SSL/TLS协议的组合
特点：
● 兼容性：基于TCP传输；单独使用新的协议将HTTP，把HTTP协议包裹起来
● 可扩展性
● 保密性（防泄密）
● 完整性（防篡改）
● 真实性（防假冒）
● 性能
对称加密：“加密”和“解密”使用“相同密钥”
非对称加密：加密”和“解密”使用“不同密钥”
对称加密和非对称加密的优缺点：
● ”非对称加密“的功能比”对称加密“的功能要多
● ”非对称加密“涉及复杂的数学问题，所以其性能相对”对称加密“要差
2.7 websocket协议
①WebSocket 是Web应用程序的传输协议，是一个Html5协议，它提供了双向的，按序到达的数据流
②WebSocket的连接是持久的，他通过在客户端和服务器之间保持双工连接，服务器的更新可以被及时推送给客户端，而不需要客户端以一定时间间隔去轮询
③WebSocket 连接允许客户端和服务器之间进行全双工通信，以便任一方都可以通过建立的连接将数据推送到另一端。④WebSocket 只需要建立一次连接，就可以一直保持连接状态，这相比于轮询方式的不停建立连接显然效率要大大提高
3.总结
本篇内容主要是对网络模型以及协议做了一个整体性的介绍，针对协议规则和使用没有做具体介绍，有兴趣的朋友可自行了解。后续有时间，我可能会补充相关内容。但通过这篇文章，我相信一般人应该都对网络协议方面也有了一个深刻的认识。
参考链接：
https://www.jianshu.com/p/177cf254d596
https://www.cnblogs.com/xyjknb/archive/2019/07/09/11160752.html
