四，TCP/IP协议
浏览器通过HTTP协议向服务器发起请求获取数据，保证了服务器上的页面文件能完整的到达客户端浏览器上，在如此错综复杂的万维网上，HTTP协议是如何保证不丢包，丢包数据重传的呢？这是因为HTTP底层是依靠TCP/IP协议进行传输数据的,TCP/IP协议在客户端与服务器之间建立了稳定的连接，并能再丢包之后进行数据包重传，虽然牺牲了时间，但是带来的收益却是很值得的。
HTTP协议是应用层的协议，规定了数据的内容格式，TCP/IP协议是运输层的协议，规定了数据传输和连接的方式。
?? 那浏览器是如何发送请求给服务器，服务器又是如何返回数据的呢？
浏览器方：
- 应用层按照Http协议，构建HTTP请求报文，将其交给运输层处理。
- 运输层给http请求报文添加 TCP 首部，使之成为 TCP报文段，交给网络层处理。
- 网络层给TCP报文段添加IP首部，使之成为 IP数据包，交给数据链路层处理。
- 数据链路层给该IP数据包添加首部和尾部使之成为帧，交给物理层处理。
- 物理层将帧看为比特流，添加前导码，并将其转换为相应的信号发送到路由器
路由器：
- 物理层得到信号，转化为比特流，去掉前导码转为帧，交给数据链路层。
- 数据链路层得到帧，去掉头部和尾部转为IP数据报，交给网络层。
- 网络层得到IP数据包，从中提取出目的网络地址，查找自身路由表，确定转发端口，再一层一层包装下去给路由器的物理层传输
web服务器方：
- 数据到达物理层，去掉前导码转为帧，交给数据链路层。
- …
- 应用层得到HTTP请求报文，构建HTTP响应报文，后面的步骤就和浏览器层层包装的步骤一样。
流程图：
🔑 TCP/IP 协议
TCP报文段首部格式
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源端口/目的端口字段：用来写入源端口（标识发送该TCP报文段的应用进程）和目的端口（标识接收该TCP报文段的应用进程）。
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序号（seq）字段：该字段表示本报文段发送的数据的第一个字节的序号（数据报文中的每个字节都有序号）。
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确认号（ack）字段：期望收到对方下一个TCP报文段数据的第第一个字节的序号，也是对之前收到的所有数据的确认（若确认号=100，则说明到序号99为止的数据都已接收，下一个想要接收数据的序号为100）。
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数据偏移字段：指出了TCP报文段的首部长度。
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保留字段：保留为今后使用。
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窗口字段：发送本报文段的接收窗口
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校验和字段：检测数据出出错。
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6个标志位：
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确认标志位（ACK）：
该字段的值为1时，确认号字段才有效。
取值为0时，确认号字段无效。（TCP规定，在连接建立后所有的TCP报文段的ACK标志位都必须设置为1）。
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同步标志位（SYN）：在 TCP 连接建立是用来同步的序号（三次握手）。TCP 规定 SYN 设置为 1 的报文段不能携带数据。
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终止标志位（FIN）：用来释放 TCP 连接（四次挥手）。
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复位标志位（RST）：用来复位 TCP 连接，当TCP连接出现异常时，需要重新建立连接。
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推送标志位（PUH）：TCP接收方收到该标志位为1时，会尽快将数据报文上交给引用，而不需等待缓存填满。
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紧急标志位（URG）：
该标志位为1时，紧急指针字段才有效。
当发送方有紧急数据时，可将紧急数据直接插到缓存最前面提交给上层，而无需在接收缓存中排队。
比如 TCP 发送方突然中断了 TCP 数据报的发送，这个中断的指令需要立刻让 TCP 接收方知晓。
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?? TCP的连接建立-三次握手
三次握手的目的是为了确认双方的接收和发送能力都ok，然后才能进行数据传输的前导工作。
- TCP客户端首先发送一个 TCP 连接请求报文段给 TCP 服务端，并进入同步已发送状态。TCP 连接请求报文段的 SYN 标志位设为1，表明这是一个 TCP 连接请求报文段，序号字段 seq 设置为x，作为 TCP 客户端选择的初始序号。
- TCP服务端若同意TCP客户端的连接请求，向TCP客户端发送一个TCP连接请求确认报文段，进入同步已接收状态。该报文的 同步标志位SYN 和 确认标志位ACK 都设置为1，表明这是一个TCP连接请求确认报文段。序号字段seq由TCP服务器自行选定，确认号字段ack 的值设为 x + 1 ，这是对TCP客户端选择的初始序号的确认。
- TCP客户端在接收TCP服务端的连接请求确认报文段后，需要再向TCP服务器发送一个普通的TCP确认报文段，表明已进入连接已建立状态。该报文段的确认位ACK被设置为1，表明这是一个普通的TCP确认报文段，序号字段seq设置为x+1，这是因为TCP连接请求报文段消耗了一个序号x，我们这里要使用写一个序号x+1，确认号字段ack设置为y+1，这是对TCP服务器的连接请求确认报文段选择的序号的确认。（第三次握手可以携带数据也可以不消耗数据，如果不携带数据，则不消耗序号，下一个报文段的序号仍然是 x + 1）
💡 思考：TCP建立连接能采用两次握手吗？两次是不行，请看下面的图。
?? TCP的连接建立-四次挥手
- TCP客户端首先发送一个连接释放报文，进入终止等待状态1。TCP连接释放报文的终止标志位FIN置为1，确认标志位ACK置为1表明这是一个终止连接的TCP报文，seq序号字段的值为TCP客户进程之前已传送过的数据的最后一个字节的序号加1，ack确认字段的值为TCP客户进程之前已收到的数据最后一个字节的序号+1。
- TCP服务端同意释放TCP连接，发送普通的TCP确认报文段，进入关闭等待状态。seq序号字段的值为TCP客户进程的确认位值，ack确认字段的值为TCP客户端进程序号+1
- 等到TCP服务器进程把剩余数据发送完，TCP服务进程向TCP客户进程发送链接释放报文，进入最后确认状态。TCP连接释放报文的终止标志位FIN置为1，确认标志位ACK置为1表明这是一个终止连接的TCP报文，同时也对之前收到的报文段进行确认。
- TCP客户端收到链接释放报文段，最后向TCP服务端发送一个普通的TCP确认报文段，进入2MSL(MSL一般为2分钟)的最后等待时间
💡 TCP客户端最后2MSL等待的原因
如果TCP客户端发送完最后一个TCP确认报文之后马上关闭，期间发生了该TCP确认报文因为丢失的原因并没有发送到TCP服务端上，会导致TCP服务端会一直发送TCP释放连接的报文，但是此时TCP客户端已经关闭了，根本不会应答TCP服务端，白白让费TCP服务端上的资源。2MSL的一般时间为2分钟，应用可以自行确认更短的时间。