网络相关

2016-05-25  本文已影响45人  CatDog118
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应用层 Http/Telent/Ftp/Email/DNS
SPDY HTTP2.0继承
SSL/TLS Secure Sockets Layer
传输层 TCP/UDP
网络层 IP/ICMP/ARP
链路层 设备驱动程序及接口

TCP

高可靠性的端到端通信

  1. 基于byte流，每一条TCP连接只能点对点

  2. 全双工，可以同时进行信号的双向传输

  3. 分组：将应用层数据流打包成若干小数据块，并封装在IP分组中（几百 ~ 40byte）

    • Internet自身无法确保可靠的分组传输，超负荷可以随意丢弃分组，所以TCP实现了自己的确认机制来确保数据的成功传输

    • 每个报文段包含一个序列号和数据完整性校验和，发送后启动一个定时器；

    • 另一端对收到的数据进行确认，对失序的数据重新排列，丢弃重复数据；并向发送者会送小的确认分组，如果发送者没有在指定的窗口时间内收到确认信息，发送者就认为分组已被破坏或销毁，并重新发送数据

报文

三次握手

四次挥手

性能

  1. Nagle算法：将大量的小数据分组绑定在一起，发送全尺寸，提高网络效率

  2. 延迟确认：由于TCP规定每次都要向发送者回送确认分组，且确认分组报文很小，所以TCP允许在发往相同方向的输出数据分组中对其进行"捎带"，即将返回的确认信息与输出的数据分组结合在一起。所以确认分组会在一个特定的时间窗口(100 ~ 200 ms)内将输出确认放在缓冲区，以寻找能够捎带的输出数据分组。如果没有等到，则放在单独的分组中传输

  3. TCP慢启动：为了防止网络突然过载和拥塞，限制了TCP端口在任意时刻可以传输的分组数。每成功接收一个分组，就可以发送两个分组，等待确认后，可以发送四个分组，一次类推。表现为某个HTTP事务有大量数据要发送，是不能一次将所有分组都发送出去的；新连接的传输速度会比已经交换过一定数量的连接慢一些

  4. TIME_WAIT：当某个TCP端点关闭连接时，会在内存中维护一个小的控制块，用来记录最近关闭连接的IP地址和端口号。这类信息指挥维持一小段时间，以防止创建、关闭并重新创建两个具备相同IP、端口号的连接；但在高并发情况下可能引起端口耗尽问题，要解决这个问题可以使用负载均衡（增加机器数量）

HTTP

建立在TCP协议之上，所以瓶颈及其优化技巧都是基于TCP协议本身的特性

年份 版本 改动内容
1991 0.9 只有GET方式
1996 1.0 GET、POST、HEAD方式，加入Header
*1997 1.1 多种提交方式，默认都是持续连接
2009 SPDY
2015 2.0

Request

GET /index.html HTTP/1.1
Accept: mime type
Accept-Encoding:
If-Modified-Since: EEE, dd MMM yyyy HH:mm:ss z  // 文件是否修改
Referer: http://www.it315.org/index.jsp         // 说明请求来自哪里，防盗链
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0) 客户端代理
Cookie                                          // 向服务器发送Cookie
Range: byte=100-999                             //  多线程多点续传

username=ccy&userpwd=118

Response

Content-Type: mime type; charset=utf-8
Content-Encoding: gzip
statusCode reasonPhrase
204 返回内容为空httpResponse.getEntity() == null
302 重定向
304 未修改，没有消息体；header信息可能不完成，需要和缓存合并
404 Not Found
409 资源冲突

长短链接

短连接

HTTP的主要缺点是，每个TCP连接只能发送一个请求，发送完毕后就关闭；keep-alive确保服务器将保持这个tcp连接一段时间直到会话保持的时间超过keepaliveTime时，client和server端将主动释放tcp连接

  1. 降低三次握手时延
  2. 减少打开链接的数量
  3. 避免慢启动
  1. HTTP/1.0需要主动声明Connection: keep-alive，HTTP1.1默认都是
  2. 如果服务器提供的是一个接口服务（除了动态内容，几乎没有引用任何静态内容）不建议开启；如果服务器提供的是Web站点服务(一个页面除了动态内容，还包含非常多的JS、图片、css文件等)建议开启（打开1个网页会建立10～50个TCP连接）

长连接(推送)

客户端和服务端之间始终建立着一个通信连接，在连接没有中断之前，可以随时进行通信

  1. 断开重连、心跳检测
  2. 可以通过HTTP轮询的方式实现伪长连接。（频繁握手、协议冗余）

缓存

参见 HttpHeaderParser.parseCacheHeaders

Cache.Entry Req Header 说明
ttl Cache-Control no-cache/no-store、max-age(stale-while-revalidate/must-revalidate/proxy-revalidate)
serverDate Date 服务器时间
ttl Expires 在该时间后被认为失效，可以和Date配合计算出存活时间
lastModified Last-Modified 文件最后修改时间
etag ETag 根据特殊算法计算的一串字符，通过对比字符判断是否修改过

文件上传

<form method="post" enctype="multipart/form-data">
    <input type="file"/>
</from>

Content-Type:multipart/form-data; boundary=--------------------------7dc2af520870

--------------------------7dc2af520870

HTTPS

OpenSSL是一个强大的安全套接字层密码库，囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及SSL协议

客户端 服务端
发送SSL/TLS信息、算法信息 + 随机数RNC(Random Number Client) -
- 回复SSL/TLS信息、算法信息、证书 + 随机数RNS(Random Number Server)
验证证书；产生新的随机数PMS(Pre-Master Secret)，使用【三个随机数】构建主密钥MS，并用证书里的公钥向加密PMS发送给服务端 -
- 通过私钥获得PMS，同样使用【三个随机数】构建主密钥MS

至此握手阶段结束，接下来使用普通的HTTP协议，只不过使用会话密钥加密内容

HTTP2.0 & SPDY

API

HttpUrlConnection

HttpURLConnection conn = null;
try {
    conn = (HttpURLConnection) new URL(encodeURL).openConnection();
    conn.setConnectTimeout(timeoutMs);
    conn.setReadTimeout(timeoutMs);
    conn.setUseCaches(false);
    conn.setDoOutput(true); // conn.setRequestMethod("POST");
    conn.setRequestProperty("If-Modified-Since", "");

    int nRC = conn.getResponseCode(); // 触发getInputStream(connect()); connected = true;
    if (nRC == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
        conn.getInputStream();
    } else if (nRC == 304) {
    }
} finally {
    conn.disconnect();  // input/outputStream closed
}

AsyncHttpClient

Volley

OKHttp

OkHttpClient httpClient = new OkHttpClient();

Request request = new Request.Builder()
                    .url("http://www.baidu.com/")
                    .build();

Call call = httpClient.newCall(request);
call.enqueue(new Callback() {
    @Override
    public void onFailure(Request request, IOException e) {
        mTvConten.setText(request.toString());
    }

    @Override
    public void onResponse(Response response) throws IOException {
        String htmlStr = response.body().string();
        mTvConten.setText(htmlStr);

    }
});

Retrofit

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
        .baseUrl("https://api.github.com/")
        .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
        .addCallAdapterFactory(RxJavaCallAdapterFactory.create())
        .client(client) // 自定义client
        .build();

// 定义连网接口
GitHubService service = retrofit.create(GitHubService.class);
// Call 模式
Call<User> repos = service.getUserByName("CatDog118");
// Rxjava 模式
Observable<User> getUserByName(@Path("user") String user);

// execute同步请求; enqueue异步请求
repos.enqueue(new Callback<User>() {
    public void onResponse(Call<User> call, Response<User> response) {}
    public void onFailure(Call<User> call, Throwable t) {}
});

// 取消请求
call.cancel();
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