DNS 与 TCP

一图概览

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DNS & hosts

DNS，全称：Domain Name System，中文：域名系统

域名系统本身的原理是比较复杂的，但域名系统的功能很简单，就是输入一个域名，输出一个 IP，这里我们只对 DNS 做简单讨论

举例说明：

1. 在浏览器输入 baidu.com 这个地址

2. 浏览器需要知道你访问的这个地址对应的 IP 是多少，于是浏览器就会去问操作系统

3. 如果操作系统也不知道，就会去问电信、移动、联通这样的网络运行商（以下简称 ISP）

4. 当你付费之后，网络运营商就会告诉你 baidu.com 这个地址对应的 IP 是多少（假设这里 baidu.com 对应的 IP 是 1.2.3.4），然后将 IP 返回给你

5. 浏览器获取到 baidu.com 对应的 IP 之后，就会与 1.2.3.4 这个 IP 建立 TCP 连接

细化过程：

1. 在浏览器输入 baidu.com 这个地址的时候，浏览器首先会去检查自身是否有缓存，如果发现之前访问过 baidu.com ，那么浏览器就会直接将上一次的 IP 进行返回

2. 如果浏览器没有缓存，就回去询问操作系统，然后操作系统首先也是会检查自身是否有缓存，如果没有就会去询问 ISP（网络运行商）

3. 平时我们修改 hosts 这个文件，其实就是在手动给操作系统设置缓存，比如我们在 hosts 中写入baidu.com 2.3.4.5，以后每次访问 baidu.com 这个地址的时候就不会再去询问 ISP 了，直接会通过 hosts 中的设置去访问 2.3.4.5 这个 IP

TCP 三次握手

TCP 全称：Transmission Control Protocol，即传输控制协议

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假设 A 是浏览器，B 是服务器

1. A 首先会向 B 发送一个叫做SYN(x)（假设这里 x = 100）的信息

   SYN 是 synchronize(同步) 的缩写，同步不是指「同步异步」中的同步，而是「同步信息」中的同步；这里的 x 一般是一个数字编号，且 x 和 y 一般都是从 0 开始的，这里我们对 x 和 y 的意义不做讨论，有兴趣的请自行研究

2. B 收到 A 发来的同步信息后，就会返回ACK(x+1)（101） SYN(y)（这里假设 y = 200）

   ACK 是 acknowledge(知道) 的缩写

3. 然后 A 会回复消息 ACK(y+1)（201）给 B

从以上过程中能够确保以下几件事：

• A 可以向 B 发送信息
• B 能收到 A 发送的信息
• B 也可以向 A 发送信息
• A 也能收到 B 发送的信息

三次握手成功后就开始建立 TCP 连接了，建立连接后就可以开始传输内容了（一般是 HTTP 内容，也可以是其他内容，且传输的过程也可以是双向的，并非一定是单向的），HTTP 内容传输结束后，就会「关闭」

TCP 四次挥手

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1. 上述内容传输完成后，A 会发送一个FIN(x)

   注意：不一定是 A 先发送 FIN，也可以是 B 先发送

2. B 先回复ACK(x+1)

   注意：关闭时的 x 和 y 一般都不是 0

3. 然后再回复FIN(y)

   步骤 2 和步骤 3 中间可能会夹杂着其他内容

4. A 回复ACK(y+1)

最后，A 和 B 各自关闭自己的 TCP 连接

一些 Q & A

为什么需要关闭 TCP 连接？

因为一直保持连接会浪费内存和 CPU

TCP 和 UDP 的区别是什么？

八股文，面试必背

• TCP 面向连接有状态，UDP 无状态
• TCP 可靠（不丢失不重复），UDP 不可靠
• TCP 传输效率较低，UDP 较高

为什么 TCP 的三次握手不能精简为两次？

为了确保客户端（A端）能接收到服务端（B端）的数据（只有两次的话，无法判断 A 是否能接收到 B 的数据）

为什么 TCP 的四次挥手不能将中间两步合并成一步？

因为两步中间（指发送ACK(x+1)和FIN(y)之间）往往会有其他数据需要发送，需要等其他数据发送完成之后，再发送FIN(y)