计算机网络基础篇
应用层
而且应用层是工作在操作系统中的用户态，传输层及以下则工作在内核态。
传输层
在传输层会有两个传输协议，分别是 TCP 和 UDP。
TCP 相比 UDP 多了很多特性，比如流量控制、超时重传、拥塞控制等，这些都是为了保证数据包能可靠地传输给对方。
应用需要传输的数据可能会非常大，如果直接传输就不好控制，因此当传输层的数据包大小超过 MSS（TCP 最大报文段长度） ，就要将数据包分块，这样即使中途有一个分块丢失或损坏了，只需要重新发送这一个分块，而不用重新发送整个数据包。
当设备作为接收方时，传输层则要负责把数据包传给应用，但是一台设备上可能会有很多应用在接收或者传输数据，因此需要用一个编号将应用区分开来，这个编号就是端口。
由于传输层的报文中会携带端口号，因此接收方可以识别出该报文是发送给哪个应用。
TCP头部包含端口号、序列号、确认号
网络层
网络层最常使用的是 IP 协议（Internet Protocol），IP 协议会将传输层的报文作为数据部分，再加上 IP 包头组装成 IP 报文，如果 IP 报文大小超过 MTU（以太网中一般为 1500 字节）就会再次进行分片，得到一个即将发送到网络的 IP 报文。
我们一般用 IP 地址给设备进行编号，对于 IPv4 协议， IP 地址共 32 位，分成了四段（比如，192.168.100.1），每段是 8 位。只有一个单纯的 IP 地址虽然做到了区分设备，但是寻址起来就特别麻烦，全世界那么多台设备，难道一个一个去匹配？这显然不科学。
因此，需要将 IP 地址分成两种意义：
- 一个是网络号，负责标识该 IP 地址是属于哪个「子网」的；
- 一个是主机号，负责标识同一「子网」下的不同主机；
除了寻址能力， IP 协议还有另一个重要的能力就是路由。实际场景中，两台设备并不是用一条网线连接起来的，而是通过很多网关、路由器、交换机等众多网络设备连接起来的，那么就会形成很多条网络的路径，因此当数据包到达一个网络节点，就需要通过路由算法决定下一步走哪条路径。
IP头部包含了源IP地址、目的IP地址以及其他控制信息
DNS
一种服务器就专门保存了 Web 服务器域名与 IP 的对应关系，它就是 DNS 服务器。
DNS 中的域名都是用句点来分隔的，比如 www.server.com，这里的句点代表了不同层次之间的界限。
在域名中，越靠右的位置表示其层级越高。
实际上域名最后还有一个点，比如 www.server.com.，这个最后的一个点代表根域名。
也就是，. 根域是在最顶层，它的下一层就是 .com 顶级域，再下面是 server.com。
所以域名的层级关系类似一个树状结构：
- 根 DNS 服务器（.）
- 顶级域 DNS 服务器（.com）
- 权威 DNS 服务器（server.com）
真实地址查询 —— DNS
DNS解析
- 客户端向本地DNS服务器发送请求
- 本地域名服务器收到客户端的请求后，如果缓存里的表格能找到 www.server.com，则它直接返回 IP 地址。否则去向根DNS服务器发送请求
- 根 DNS 收到来自本地 DNS 的请求后，发现后置是 .com，返回 .com 顶级域名服务器地址
- 本地DNS服务器收到地址后，向顶级域名服务器发送请求
- 顶级域名服务器返回权威DNS服务器地址
- 本地DNS服务器向权威DNS服务器发送请求
- 权威 DNS 服务器查询后将对应的 IP 地址 X.X.X.X 告诉本地 DNS。
- 本地 DNS 再将 IP 地址返回客户端，客户端和目标建立连接。
协议栈
通过 DNS 获取到 IP 后，就可以把 HTTP 的传输工作交给操作系统中的协议栈。
应用程序（浏览器）通过调用 Socket 库，来委托协议栈工作。协议栈的上半部分有两块，分别是负责收发数据的 TCP 和 UDP 协议，这两个传输协议会接受应用层的委托执行收发数据的操作。
协议栈的下面一半是用 IP 协议控制网络包收发操作，在互联网上传数据时，数据会被切分成一块块的网络包，而将网络包发送给对方的操作就是由 IP 负责的。
TCP格式
首先，源端口号和目标端口号是不可少的，如果没有这两个端口号，数据就不知道应该发给哪个应用。
接下来有包的序号，这个是为了解决包乱序的问题。
还有应该有的是确认号，目的是确认发出去对方是否有收到。如果没有收到就应该重新发送，直到送达，这个是为了解决丢包的问题。
接下来还有一些状态位。例如 SYN 是发起一个连接，ACK 是回复，RST 是重新连接，FIN 是结束连接等。TCP 是面向连接的，因而双方要维护连接的状态，这些带状态位的包的发送，会引起双方的状态变更。
还有一个重要的就是窗口大小。TCP 要做流量控制，通信双方各声明一个窗口（缓存大小），标识自己当前能够的处理能力，别发送的太快，撑死我，也别发的太慢，饿死我。流量控制是TCP协议中用来防止发送方过快发送数据导致接收方处理不过来的机制
除了做流量控制以外，TCP还会做拥塞控制，对于真正的通路堵车不堵车，它无能为力，唯一能做的就是控制自己，也即控制发送的速度。不能改变世界，就改变自己嘛。是发送方为了避免网络中的过度拥塞而调整发送速度的机制。
TCP三次握手
- 一开始，客户端和服务端都处于
CLOSED状态。先是服务端主动监听某个端口，处于LISTEN状态。 - 然后客户端主动发起连接
SYN，之后处于SYN-SENT状态。 - 服务端收到发起的连接，返回
SYN，并且ACK客户端的SYN，之后处于SYN-RCVD状态。 - 客户端收到服务端发送的
SYN和ACK之后，发送对SYN确认的ACK，之后处于ESTABLISHED状态，因为它一发一收成功了。 - 服务端收到
ACK的ACK之后，处于ESTABLISHED状态，因为它也一发一收了。
所以三次握手目的是保证双方都有发送和接收的能力。
TCP 报文生成
TCP 协议里面会有两个端口，一个是浏览器监听的端口（通常是随机生成的），一个是 Web 服务器监听的端口（HTTP 默认端口号是 80， HTTPS 默认端口号是 443）。
在双方建立了连接后，TCP 报文中的数据部分就是存放 HTTP 头部 + 数据，组装好 TCP 报文之后，就需交给下面的网络层处理。
出口 —— 网卡
网络包只是存放在内存中的一串二进制数字信息，没有办法直接发送给对方。因此，我们需要将数字信息转换为电信号，才能在网线上传输，也就是说，这才是真正的数据发送过程。
总结
1. HTTP层的数据封装
HTTP（超文本传输协议）位于OSI模型的应用层，负责定义客户端与服务器之间的请求和响应格式。当你浏览网页时，浏览器（客户端）会通过HTTP协议向服务器发送一个请求。这个请求包含了请求行（例如，GET /index.html HTTP/1.1）、请求头（包含用户代理、接受的内容类型等信息）和请求体（在POST请求中使用）。
2. TCP层的数据封装
TCP（传输控制协议）位于传输层，负责在数据发送之前将HTTP数据分割成TCP报文段，并在这些数据到达目的地时重组。TCP为HTTP提供了一种可靠的数据传输服务，确保数据按顺序且完整无误地到达目的地。每个TCP报文段包含了源端口和目的端口信息、序列号（用于确保数据按正确顺序重组）、确认应答号（用于确认接收）以及控制信息（如同步SYN和结束FIN标志）。
3. IP层的数据封装
IP（互联网协议）位于网络层，负责将TCP报文段进一步封装成IP数据包，添加上源IP地址和目的IP地址等信息，并通过网络将数据包发送给目的地。IP协议负责寻找从源到目的地的最佳路径，但不保证数据包的顺序或完整性（这是TCP协议的任务）。
- 传输层，给应用数据前面增加了 TCP 头；
- 网络层，给 TCP 数据包前面增加了 IP 头；
- 网络接口层，给 IP 数据包前后分别增加了帧头和帧尾；