大学计算机专业必修专业课之一，计算机网络不知道你学的怎么样，反正小编是学的一个脑子两个大，差一点就怀疑人生了，但是幸好，也算压分及格，在实习的时候找工作也没有造成什么太大的困难，但是，随着工作年限的增长，接触的东西也越来越多，越发觉得，网络的重要性，尤其是现在比较流行的互联网编程，网络的相关基础知识，更是成为面试的过程中比较重要的一部分（在某些游戏部门，相信大家都明白）。这个时候，在不学习，一定是不行的了

因此，闲来无事，整理了一下自己知识体系中的关于网络的部分知识，形成一套思维导图

最近总结了66条计算机网络相关的知识点，大家一起看一下吧：

1. http0.9只是一个简单的协议，只有一个GET方法，没有首部，目标用来获取HTML。
2. HTTP1.0协议大量内容：首部，响应吗，重定向，错误，条件请求，内容编码等。

客户端，构建请求，通过DNS查询IP地址，三次握手建立TCP连接，客户端发起请求，服务器响应，四次挥手，断开TCP连接。（与服务器只有一个来回）

客户端，构建请求，通过DNS查询IP地址，三次握手建立TCP连接，客户端发起请求，服务器响应，四次挥手，断开TCP连接。（与服务器有两个来回）

因为不足缺陷，就有了http1.1。

http1.1中浏览器再也不用为每个请求重新发起TCP连接了，增加内容有：缓存相关首部的扩展，OPTIONS方法，Upgrade首部，Range请求，压缩和传输编码，管道化等。但还是满足不了现在的web发展需求，so，就有了http.2版本。

http2解决了（管道化特性可以让客户端一次发送所有的请求，但是有些问题阻碍了管道化的发展，即使某个请求花了很长时间，那么队头阻塞会影响其他请求。）http中的队头阻塞问题。

使用http2会比http1.1在使用TCP时，用户体验的感知多数延迟的效果有了量化的改善，以及提升了TCP连接的利用率（并行的实现机制不依赖与服务器建立多个连接）

所以需要学习http2，了解更多更多内容来掌握计算机网络。

对于http2，你可以来运行一个http2的服务器，获取并安装一个http2的web服务器，下载并安装一张TLS证书，让浏览器和服务器通过http2来连接。（从数字证书认证机构申请一张证书）。

了解http2的协议，先让我们了解一下web页面的请求，就是用户在浏览器中呈现的效果，发生了些什么呢？

把待请求URL放入队列，判断URL是否已在请求队列，否的话就结束，是的话就判断请求域名是否DNS缓存中，没有的话就解析域名，有的话就到指定域名的TCP连接是否开启，没有的话就开启TCP连接，进行HTTPS请求，初始化并完成TLS协议握手，向页面对应的URL发送请求。

接收响应以及页面渲染步骤：

接收请求，判断是否HTML页面，是就解析HTML，对页面引用资源排优先级，添加引用资源到请求队列。（如果页面上的关键资源已经接收到，就开始渲染页面），判断是否有还要继续接收资源，继续解析渲染，直到结束。

第一种GET方法：发送一个请求来获取服务器上的某一些资源。

第二种POST方法：向URL指定的资源提交数据或附加新的数据。

第三种PUT方法：跟POST方法一样，可以向服务器提交数据，但是它们之间也所有不同，PUT指定了资源在服务器的位置，而POST没有哦。

第四种HEAD方法：指请求页面的首部。

第五种DELETE方法：删除服务器上的某资源。

第六种OPTIONS方法：它用于获取当前URL所支持的方法，如果请求成功，在Allow的头包含类似GET,POST等的信息。

第七种TARCE方法：用于激发一个远程的，应用层的请求消息回路。

第八种CONNECT方法：把请求连接转换到TCP/TP通道。

简单说说，浏览器根据请求的url交给dns域名解析，查找真正的ip地址，向服务器发起请求；服务器交给后台处理后，返回数据，浏览器会接收到文件数据，比如，html,js，css，图像等；然后浏览器会对加载到的资源进行语法解析，建立相应的内部数据结构；载入解析到的资源文件，渲染页面，完成显示页面效果。

那就再次详细一下，咳咳，从浏览器接收url，开始进行网络请求线程，发出一个完整的HTTP请求，从服务器端接收请求到对应的后台接收到请求，然后是后台和前台的http交互；其中的缓存问题（http的缓存），浏览器接收到http数据包后的解析流程，css的可视化格式模型，js引擎解析过程等；其他呈现页面效果。

：这里就需要你对浏览器内核的理解：其中主要的渲染引擎和JS引擎，这里了解一下你对浏览器内核的理解。

1. 渲染引擎，是负责的的的页的内容，整理信息，以及计算网页的显示方式，然后输出到显示器上。
2. JS引擎是用于解析和执行javascript来实现网页的动态效果。

浏览器的内核的不同对于网页的语法解释会有不同，所以渲染的效果也不相同。其实最开始渲染引擎和JS引擎是没有区分明确的，不过后来JS引擎越来越独立，so，内核就倾向于渲染引擎。

对于资源请求/获取,资源响应/页面渲染，会给网络带宽和设备资源带来压力，这个时候就会考虑到web的性能优化。

什么是数据包 数据包（IP数据包），指封装在固定结构的一系列字节，它定义了数据包的长度，传输的细节，以及其他与TCP相关的信息。

延迟：指IP数据包从一个网络端点到另一个网络端点所花费的时间。（所花费时间在于往返时间时间是延迟的时间的两倍）

带宽：只要带宽没有饱和，两个网络端点的连接会一次处理尽可能多的数据量（所以带宽可能会成为性能的瓶颈）

建立连接时间：在客户端和服务器之间建立连接往返数据（三次握手）

TCP三次握手过程：客户端向服务器发起一个SYN包，服务器端返回对应的SYN的ACK响应以及新的SYN包，然后客户端返回对应的ACK。（在客户端和服务器之间建立正常的TCP网络连接时，客户端首先发出一个SYN消息，服务器使用SYN+ACK应答表示接收了这个消息，最后客户端与与与CK消息响应。）

SYN是同步序列编号，是TCP/IP建立连接时使用的握手信息。ACK是确认字符，在数据通信中，接收站发给发送站的一种传输类控制字符。表示发来的数据已确认接收无误。在TCP/IP协议中，如果接收方成功的接收到数据，那么会回复一个ACK数据。通过ACK信号有自己固定的格式，长度大小，由接收方回复给发送方。

第一次握手，建立连接时，客户端发送SYN包到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认，其中SYN就是同步序列编号。

第二次握手，服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN，同时自己也发送一个SYN包，即是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，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。

TLS协商时间（TLS会造成额外的往返传输）

1. 客户端发起https连接，需要进行传输层安全协议协商
2. TLS用来取代安全套接层SSL

除了网络，还有页面内容本身或服务器性能，如首字节时间TTFB，内容下载时间，开始渲染时间，文档加载完成的时间等。

那么什么是TTFB，它是指客户端从开始定位到web页面直接至直接到主体页面响应的第一字节所耗费的时间。它是测量：从浏览器发起请求至收到其第一字节之间的耗时。

内容下载时间是等同于被请求资源的最后字节到达时间。

开始渲染时间，从客户看到空白页面的时长。

• 改进持久连接和CDN域名的分片机制
• 不成熟的http管道化
• 对动态生成的内容完美支持
• 引入cookie以及安全机制

对于http1的问题，迎来了http2。其中http1的问题：

队头阻塞，大多数情况下，浏览器会希望同时获取许多资源，但http1未提供机制来同时请求这些资源，如果仅是使用一个连接，需要发起请求，等待响应，然后才能发起下一个请求。

在http1中要给特性为管道化，可以允许一次发送一组请求，但是需要按照发送顺序依次接收响应。所以在请求应答过程中，如发生什么情况，剩下的工作都会被阻塞，这就是“队头阻塞”（阻塞在那次请求应答发生错误），阻碍网络传输和web页面的渲染，指导失去响应。

低效的TCP利用，TCP协议作为最可靠的协议之一，其核心是拥塞窗口。

拥塞窗口，是卫星通信在因特网中防止通信拥塞的一种措施，它是在发端采用了一种“拥塞避免”算法和“慢速启动”算法相结合的机制。“拥塞窗口”就是“拥塞避免”的窗口，它是一个装在发送端的可滑动窗口，窗口的大小是不超过接收端确认通知的窗口。

拥塞窗口指在接收方确认数据包之前，发送方可以发送的TCP包的数据。（如拥塞窗口指定为1的情况，那么发送方就发个个个个数据包后，只有接收方确认了那个发出的数据包，才能发送下一个）

拥塞控制能防止过多的数据注入到网络中，用于避免网络过载，TCP中可以通过慢启动探索当前连接对应拥塞窗口的合适大小。即发送者发送数据的时候并非一开始注入大量数据到网络中，而是发送一个数据包进行测试，当得到确认回复后，额外发送一个未确认包。

这意味着得到一个确认回复，可以发送两个数据包，得到两个确认回复，可以发送四个数据包，以几何形式增长很快到达协议规定的拥塞窗口大小（发包数上限），这时候连接进入拥塞避免阶段，这种机制需要往返几次才能得知最佳拥塞窗口大小，但往返几次所需的时间成本不可忽略。

• 拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。如果再考虑到接收方的接收能力，那么发送窗口还可能小于拥塞窗口。
• 发送方控制拥塞窗口的原则是：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就再增大一些，以便把更多的分组发送出去。但只要网络出现拥塞，拥塞窗口就减少一些，以减少注入到网络中的分组数。

tcp中的慢启动概念，是用来探索当前连接对应拥塞窗口的合适大小。用来弄清楚新连接当前的网络情况。“慢速启动”是在连接建立后，每收到一个来自收端的确认，就控制窗口增加一个段值大小，当窗口值达到“慢速启动”的限值后，慢速启动便停止工作，避免了网络发生拥塞。

TCP传输控制协议的设计思路是，对假设情况很保守情况下，能够公平对待同一网络的不同流量的应用，它的避免拥塞机制被成计城成使在最差的网络情况下也可以起作用。

臃肿的消息首部，HTTP/1.1能压缩请求内容，但是消息首部却不能压缩。它可能占据请求的绝大部分（也可能是全部）也是比较常见了。（在这里如果能压缩请求首部，把请求变得更小，就能够缓解带宽压力了，降低系统的总负载）

受限的优先级设置，即如果浏览器针对指定域名开启多个socket请求，若web页面某些资源会比另外一些资源重要，会加重资源的排队效应，会延迟请求其他的资源，优先级高的资源先获取，优先级低的资源会在资源高的资源处理完成，（在处理过程中，浏览器不会发起新的资源请求）等待高的完成后再发起请求，(这就会让总的页面下载时间延长)。

在请求优先级高的资源的时间区间内浏览器并不会发起优先级较低的新请求

小结：HTTP1.1慢启动影响资源首次加载速度，TCP建立连接后，会开始请求传输，开始比较慢，然后不断加快，为了防止出现网络拥堵，会让页面的首次渲染时间变长。开始多个tcp，如出现网络下降，无法识别资源的优先级，会静态现竞静态题。

1. 内容方面，减少Http请求（合并文件，css精灵，inline Image)，减少DNS查询（DNS缓存，将资源分布到合适的数量的主机名），减少DOM元素的数量。
2. css方面，将样式表放到页面顶部；不使用css表达式；使用<link>不使用@import；可将css从外部引入；压缩css。
3. JavaScript方面，将脚本放到页面底部；将JavaScript从外部引入；压缩JavaScript，删除不需要的脚本，减少DOM的访问。
4. 图片方面，可优化css精灵在不要再在TML中拉伸图片，优化图片（压缩）。

1. 对于1xx的状态码，为信息状态码，100 为继续，表示确认，成功返回具体参数信息。
2. 对于2xx的状态码，200 表示正常返回信息，201表示请求成功并且服务器创建了新的资源，202表示服务器已接受请求，但尚未处理。
3. 对于3xx，重定向，301表示，请求的网页已永久移动到新位置，302表示，临时性重定向，303表示临时性重定向，且总是使用 GET 请求新的 URI。304表示，自从上次请求后，请求的网页未修改过。
4. 对于4xx，客户端错误，404，服务器无法理解请求的格式，客户端不应当尝试再次使用相同的内容发起请求，401，请求未授权，403，禁止访问，404，找不到如何与 URI 相匹配的资源。
5. 对于5xx，服务器错误，500，最常见的服务器端错误，503，服务器端暂时无法处理请求，可能是过载或维护。

数据压缩，在浏览器中发送请求时会带着Content-Encoding: gzip是里面浏览器浏览器浏览器持的压缩格式列表，有多种如，gzip，deflate，br等。这样服务器就可以从中选择一个压缩算法，放进Content-Encoding响应头里，再把原数据压缩后发给浏览器。

分块传输，就是将传输的文件分解成多个小块，然后分发给浏览器，浏览器收到后再重新组装复原。

每个分开包含两个部分，分块长度和分块数据（长度头和数据块），长度头以CRLF结尾的一行明文，数据块紧跟在长度头后面，也是用CRLF结尾，最后用一个长度为0的块表示结束。

在响应报文里用头字段Transfer-Encoding:chunked表示报文里的body部分不是一次性发送过来的，而是分成了许多块逐个发送的。

一个响应报文的传输长度要么已知，要么长度未知（chunked）。

要实现该功能需要制定下载的实体范围，这种制定范围发送请求叫做范围请求。

Accept-Ranges：服务器使用http响应头Accept-Ranges标识自身支持范围请求，字段的具体值用于定义范围请求的单位。

范围请求时用于不需要全部数据，只需要其中的部分请求时，可以使用范围请求，允许客户端在请求头里使用专用字段来表示只获取文件的一部分。

Range的格式，请求头Range是HTTP范围请求的专用字段，格式是“bytes=x-y”,以字节为单位的数据范围。

1. “0-”表示从文档起点开始到文档结束的整个文件。
2. “100-”表示从第个00哥个节开始到文档末尾。
3. “-10”表示从文档末尾倒数的第10个字节开始。

上图表示服务器收到Range字段后，检测范围合法性，范围越界，就会返回状态码416，如你的文件只有1000个字节，但请求范围在，就会导致这个状态码的出现。

如果成功读取文件，范围正确，返回状态码“206”。服务器要添加一个响应头字段Content-Range,告诉片段的实际偏移量和资源的总大小。

最后是发送数据，直接把片段用TCP发给客户端，一个范围请求就算是处理完了。

多端数据，就是在Range头里使用多个“x-y'，一次性获取多个片段数据。使用一种特殊的MIME类型：“multipart/byteranges”，用来表示响应报文包含了多个范围时多种用。多多种围请求 响应会在头部 Content-Type 表明 multipart-byteranges。

多段数据图：分隔标记boundary来区分不同的分段

• cookie是网站用来标识用户身份而存储在用户本地终端上的数据
• cookie数据始终在同源的http请求中携带，即使是不需要的情况，so，会在浏览器和服务器间来回传递

1. localStorage存储持久数据，浏览器关闭后数据不会丢失，除了主动删除数据
2. sessionStorage数据在当前浏览器窗口关闭后自动删除的
3. 设置得的ookie过期时间之前都有效，就算窗口或者是浏览器关闭

因为CDN缓存更方便；突破浏览器并发限制；节约cookie带宽；节约的的名的的接数，优化页面响应速度；的止不必要得的全性问题。

http2是超文本传输协议的第二版，相比http1协议的文本传输格式，http2是以二进制的格式进行数据传输的，具有更小的传输体积以及负载。

http2.0分层，分帧层（http2多路复用能力的核心部分),数据或http层（包含传统上被认为是 HTTP 及其关联数据的部分）。

• 多路复用机制，引入了二进制的分帧层机制来实现多路复用。（分帧层是基于帧的二进制协议。这方便了机器解析。请求和响应交织在一起。）
• 可以设置请求的优先级（客户端的分帧层对分割块标上请求的优先级）。
• 头部压缩 请求头压缩，增加传输效率。

在单个域名下仍可以建立一个TCP管道，使用一个TCP长连接，下载整个资源页面，只需要一次慢启动，静态且避免了竞静态浏览器发起请求，分帧层会对每个请求进行分割，将同一个请求的分割块打上相同的id编号，然后通过协议栈将所有的分割体发送给服务器，然后通过服务器的分帧层根据id编号进行请求组装，服务器的分帧层将回应数据分割按同一个回应体进行ID分割回应给客户端，客户端拼装回应。

对于http2中的帧（frame），http1不是基于帧（frame）的，是文本分隔的。

这样，对于http1的请求或者是响应可能有的问题：

1. 一次只能处理一个请求或者是响应，完成之前是不能停止解析的。
2. 无法预判解析需要多少内层。

HTTP/1 的请求和响应报文，是由起始行、首部和正文组成，换行符分隔；HTTP/2是将请求和响应数据分割成更小的帧，采用二进制编码，易于解析的。

帧结构总结 所有的帧都包含一个9 byte的帧头 + 可边长的正文不同。根据帧的类型不同，正文部分的结构也不一样。

http2作为一个二进制协议，拥有包含轻量型，安全和快速在内的所有优势，保留了原始的http协议语义，对于http2更改了在系统之间传输数据的方式。

二进制分帧层（binary framing layer），所有通信都在单个TCP连接上执行，该连接在整个对话期间一直处于打开状态，主要是二进制协议将通信分解为帧的方式，这些帧交织在客户端与服务器之间的双向逻辑流中。

HTTP/2 连接的拓扑结构(展示了一个用于建立多个流的连接)

在流 1 中，发送了一条请求消息，并返回了相应的响应消息。

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