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TCP/IP协议群和http协议

关系图:

http 协议在 TCP/IP 协议群中的位置:

tcpip.png

TCP/IP 协议群的分层:

tcpip1.png

其中,与 HTTP 关系密切的协议:

名称 分层结构 主要作用 作用描述
DNS 服务 应用层 负责域名解析 根据域名查询 IP 地址,或根据 IP 地址反查域名
TCP 协议 传输层 确保可靠性 提供可靠的字节流服务
IP 协议 网络层 负责传输 把各种数据包传送给对方

几个协议的概述

DNS 服务

用户通常使用主机名或域名来访问对方的计算机,而不是直接通过 IP 地址访问。因为与 IP 地址的一组纯数字相比,用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。但要让计算机去理解名称,相对而言就变得困难了。因为计算机更擅长处理一长串数字。

为了解决上述的问题,DNS 服务应运而生。DNS 协议提供通过域名查找 IP 地址,或逆向从 IP 地址反查域名的服务。

TCP 协议

TCP 协议为了更容易传送大数据,将大块数据分割成以报文段(segment)为单位的数据包进行管理。采用三次握手(three-way handshaking)策略,把数据包送出去后并确认是否成功送达(确保可靠性)。

握手过程中使用了 TCP 的标志(flag) — SYN(synchronize) 和 ACK(acknowledgement)。发送端首先发送一个带 SYN 标志的数据包给对方。接收端收到后,回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包以示传达确认信息。最后,发送端再回传一个带 ACK 标志的数据包,代表“握手”结束。若在握手过程中某个阶段莫名中断,TCP 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

IP 协议

IP 协议的作用是把各种数据包传送给对方。而要保证确实传送到对方那里,则需要满足各类条件。其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC 地址(Media Access Control Address)。

名称 描述
IP 地址 指明了节点被分配到的地址,容易发生改变
MAC 地址 是指网卡所属的固定地址,一般不会发生改变

IP 间的通讯依赖 MAC 地址,而 IP 地址可以和 MAC 地址进行配对,并且通过 ARP 协议(Address Resolution Protocol)来解析地址,从而通过通信方的 IP 地址反查出对应的 MAC 地址。当主机 A 要与主机 B 通信时,ARP 协议(地址解析协议)可以将主机 B 的 IP 地址(192.168.1.2)解析成主机 B 的 MAC 地址,MAC 地址一旦确定,主机 A 就能向主机 B 发送 IP 通信了。

这些协议在一次 http 请求中的作用

tcpip3.png

web 页面性能优化与这几个协议的关系

web 页面性能优化,主要是以下几个方向:

  1. 尽量合并请求,减少页面总请求数:在 http 1.1 协议下,每次完成一个 http 请求,实际都是建立了一个 tcp 请求,然后又断开;每次建立 tcp 请求,都需要花点时间在‘3 次握手’上;尽量合并请求,可以省下建立 tcp 请求时的多余耗时。
  2. 增加浏览器的同时请求数:资源处于不同域名下,可以增加浏览器的 http 同时请求数;这个主要是对浏览器的策略做出应对。
  3. 资源压缩:体积越小的资源,下载的时间越短。
  4. 缓存:除了对 http 请求响应的缓存,浏览器还有可能对 dns 的解析结果做缓存
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