DNS(Domain Name System)，它和 HTTP 协议一样是位于应用层的协议，主要提供域名到 IP 的解析服务。我们其实不用域名也可以访问目标主机的服务，但是 IP 本身不是那么容易 记，所以使用域名进行替换使得用户更容易记住。
很多大型网站，会引入 CDN 来加速静态内容的访问， CDN（Content Delivery Network）表示的是内容分发网络。CDN 其实就是一种网络缓存技术，能够把一些相对稳定的资源放到距离最终用户较近的地方，一方面可以节省整个广域网的带宽消耗，另外一方面可以提升用户的访问速度，改进用户体验。我们一般会把静态的文件（图片、脚本、静态页面）放到 CDN 中。如果引入了 CDN，那么解析的流程可能会稍微复杂一点。比如阿里云就提供了 cdn 的功能。
域名被成功解析以后，客户端和服务端之间，是怎么建立连接并且如何通信的呢？ 说到通信，大家一定听过 tcp 和 udp 这两种通信协议，以及建立连接的握手过程。而 http 协议的通信是基于 tcp/ip 协议之上的一个应用层协议，应用层协议除了 http 还有哪些呢（FTP、DNS、SMTP、Telnet 等）。 涉及到网络协议，我们一定需要知道 OSI 七层网络模型和 TCP/IP 四层概念模型，OSI 七层网络模型包含（应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层）、TCP/IP 四层概念模型包含（应用层、传输层、网络层、数据链路层）。
当应用程序用 T C P 传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一 串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信 息）
当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈中由底向上升，同时去掉各层协 议加上的报文首部。每层协议都要去检查报文首部中的协议标识，以确定接收数据的上层协 议。
TCP/IP 协议按照层次分为 4 层：应用层、传输层、网络层、数据链路层。对于分层这个概念，大家一定不陌生，比如我们的分布式架构体系中会分为业务层、服务层、基础支撑层。比如docker，也是基于分层来实现。所以我们会发现，复杂的程序都需要分层，这个是软件设计的要求，每一层专注于当前领域的事情。如果某些地方需要修改，我们只需要把变动的层替换掉就行，一方面改动影响较少，另一方面整个架构的灵活性也更高。 最后，在分层之后，整个架构的设计也变得相对简单了。
TCP/IP 协议按照层次分为 4 层：应用层、传输层、网络层、数据链路层。对于分层这个概念， 大家一定不陌生，比如我们的分布式架构体系中会分为业务层、服务层、基础支撑层。比如 docker，也是基于分层来实现。所以我们会发现，复杂的程序都需要分层，这个是软件设计 的要求，每一层专注于当前领域的事情。如果某些地方需要修改，我们只需要把变动的层替 换掉就行，一方面改动影响较少，另一方面整个架构的灵活性也更高。 最后，在分层之后， 整个架构的设计也变得相对简单了。
分层负载 了解了分层的概念以后，我们再去理解所谓的二层负载、三层负载、四层负载、七层负载就 容易多了。 一次 http 请求过来，一定会从应用层到传输层，完成整个交互。只要是在网络上跑的数据包， 都是完整的。可以有下层没上层，绝对不可能有上层没下层。二层负载 二层负载是针对 MAC，负载均衡服务器对外依然提供一个 VIP（虚 IP），集群中不同的机器 采用相同 IP 地址，但是机器的 MAC 地址不一样。当负载均衡服务器接受到请求之后，通过 改写报文的目标 MAC 地址的方式将请求转发到目标机器实现负载均衡 二层负载均衡会通过一个虚拟 MAC 地址接收请求，然后再分配到真实的 MAC 地址三层负载均衡 三层负载是针对 IP，和二层负载均衡类似，负载均衡服务器对外依然提供一个 VIP（虚 IP）， 但是集群中不同的机器采用不同的 IP 地址。当负载均衡服务器接受到请求之后，根据不同的 负载均衡算法，通过 IP 将请求转发至不同的真实服务器 三层负载均衡会通过一个虚拟 IP 地址接收请求，然后再分配到真实的 IP 地址四层负载均衡 四层负载均衡工作在 OSI 模型的传输层，由于在传输层，只有 TCP/UDP 协议，这两种协议 中除了包含源 IP、目标 IP 以外，还包含源端口号及目的端口号。四层负载均衡服务器在接受 到客户端请求后，以后通过修改数据包的地址信息（IP+端口号）将流量转发到应用服务器。 四层通过虚拟 IP + 端口接收请求，然后再分配到真实的服务器七层负载均衡 七层负载均衡工作在 OSI 模型的应用层，应用层协议较多，常用 http、radius、dns 等。七层 负载就可以基于这些协议来负载。这些应用层协议中会包含很多有意义的内容。比如同一个 Web 服务器的负载均衡，除了根据 IP 加端口进行负载外，还可根据七层的 URL、浏览器类 别来决定是否要进行负载均衡 七层通过虚拟的 URL 或主机名接收请求，然后再分配到真实的服务器。我们通过 TCP 协议在两台电脑建立网络连接之前要先发数据包进行沟通，沟通后再建立连接，然后才是信息的传输。而 UDP协议就类似于我们的校园广播，广播内容已经通过广播站播放出去了，你能不能听到，那就 与广播站无关了，正常情况下，不可能你说没注意听然后再让广播站再播放一次广播内容。基于这些思路，我们先去了解下 TCP 里面关注比较多的握手协议
所以 TCP 消息的可靠性首先来自于有效的连接建立，所以在数据进行传输前，需要通过三次握手建立一个连接，所谓的三次握手，就是在建立 TCP 链接时，需要客户端和服务端总共发送 3 个包来确认连接的建立，在 socket 编程中，这个过程由客户端执行 connect 来触发
第 一 次 握 手(SYN=1, seq=x)客 户 端 发 送 一 个TCP 的 SYN 标志位置 1的包，指明客户端打算连接的服务器的端口，以及初始序号 X,保存在 包 头 的 序 列 号(SequenceNumber)字段里。发送完毕后，客户端 进 入SYN_SEND 状态。第 二 次 握 手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1):服务器发回确认包(ACK) 应 答 。 即SYN标志位和ACK 标 志 位 均 为1。服务器端选择自己 ISN 序列号，放到 Seq 域里，同时将 确 认 序号(AcknowledgementNumber)设置为客户的 ISN 加 1， 即 X+1。发送完毕后，服务器 端 进 入SYN_RCVD状态。第 三 次 握 手(ACK=1 ，ACKnum=y+1)客户端再次发送确认包(ACK)，SYN 标志位为 0，ACK 标志位为1，并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方，并且在数据段放写 ISN 发完毕后 ， 客 户 端 进入ESTABLISHED 状态，当服务器端接收到这个包时，也进 入ESTABLISHED 状态，TCP 握手结束。那 TCP 在三次握手的时候，IP 层和 MAC 层在做什么呢？当然是 TCP 发送每一个消息，都会带着 IP 层和 MAC 层了。因为，TCP 每发送一个消息，IP 层和 MAC 层的所有机制都要运行一遍。而你只看到 TCP 三次握手了，其实，IP 层和 MAC 层为此也忙活好久了。
在三次握手过程中，Server 发送 SYN-ACK 之后，收到 Client 的 ACK 之前的 TCP 连接称为半连接（half-open connect），此时 Server 处于 SYN_RCVD 状态，当收到 ACK 后，Server转入 ESTABLISHED 状态。SYN 攻击就是 Client 在短时间内伪造大量不存在的 IP 地址，并向Server 不断地发送 SYN 包，Server 回复确认包，并等待 Client 的确认，由于源地址是不存在的，因此，Server 需要不断重发直至超时，这些伪造的 SYN 包将长时间占用未连接队列，导致正常的 SYN 请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。SYN 攻击时一种典型的 DDOS 攻击，检测 SYN 攻击的方式非常简单，即当 Server 上有大量半连接状态且源 IP 地址是随机的，则可以断定遭到 SYN 攻击了
四次挥手表示 TCP 断开连接的时候,需要客户端和服务端总共发送 4 个包以确认连接的断开；客户端或服务器均可主动发起挥手动作(因为 TCP 是一个全双工协议)，在 socket 编程中，任何一方执行 close() 操作即可产生挥手操作。
单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输
半双工：数据传输允许数据在两个方向上传输，但是在某一时刻，只允许在一个方向上传输，实际上有点像切换方向的单工通信
全双工：数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此全双工是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力
第一次挥手(FIN=1，seq=x) 假设客户端想要关闭连接，客户端发送一个 FIN 标志位置为 1 的包，表示自己已经没有数据可以发送了，但是仍然可以接受数据。发送完毕后，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。
第二次挥手(ACK=1，ACKnum=x+1) 服务器端确认客户端的 FIN 包，发送一个确认包，表明自己接受到了客户端关闭连接的请求，但还没有准备好关闭连接。发送完毕后，服务器端进入 CLOSE_WAIT 状态，客户端接收到这个确认包之后，进入 FIN_WAIT_2 状态，等待服务器端关闭连接。
第三次挥手(FIN=1，seq=w) 服务器端准备好关闭连接时，向客户端发送结束连接请求，FIN 置为 1。发送完毕后，服务器端进入 LAST_ACK 状态，等待来自客户端的最后一个 ACK。
第四次挥手(ACK=1，ACKnum=w+1) 客户端接收到来自服务器端的关闭请求，发送一个确认包，并进入 TIME_WAIT 状态，等待可能出现的要求重传的 ACK 包。服务器端接收到这个确认包之后，关闭连接，进入 CLOSED 状态。客户端等待了某个固定时间（两个最大段生命周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）之后，没有收到服务器端的 ACK，认为服务器端已经正常关闭连接，于是自己也关闭连接，进入 CLOSED 状态。
【问题 1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？ 答：三次握手是因为因为当 Server 端收到 Client 端的 SYN 连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK 报文其中 ACK 报文是用来应答的，SYN 报文是用来同步的。但是关闭连接时，当 Server 端收到 FIN 报文时，很可能并不会立即关闭 SOCKET（因为可能还有消息没处理完），所以只能先回复一个 ACK 报文，告诉 Client 端，“你发的 FIN 报文我收到了”。只有等到我 Server 端所有的报文都发送完了，我才能发送 FIN 报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。
【问题 2】为什么 TIME_WAIT 状态需要经过 2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到 CLOSE状态？ 答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入 CLOSE 状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个 ACK 丢失。所以 TIME_WAIT 状态就是用来重发可能丢失的 ACK 报文。
首先，对于 TCP 通信来说，每个 TCP Socket 的内核中都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区，TCP 的全双工的工作模式及 TCP 的滑动窗口就是依赖于这两个独立的 Buffer 和该 Buffer的填充状态。 接收缓冲区把数据缓存到内核，若应用进程一直没有调用 Socket 的 read 方法进行读取，那么该数据会一直被缓存在接收缓冲区内。不管进程是否读取 Socket，对端发来的数据都会经过内核接收并缓存到 Socket 的内核接收缓冲区。 read 所要做的工作，就是把内核接收缓冲区中的数据复制到应用层用户的 Buffer 里。进程调用 Socket 的 send 发送数据的时候，一般情况下是将数据从应用层用户的 Buffer 里复制到 Socket 的内核发送缓冲区，然后 send 就会在上层返回。换句话说，send 返回时，数据不一定会被发送到对端。 前面我们提到，Socket 的接收缓冲区被 TCP 用来缓存网络上收到的数据，一直保存到应用进程读走为止。如果应用进程一直没有读取，那么 Buffer 满了以后，出现的情况是：通知对端TCP 协议中的窗口关闭，保证 TCP 接收缓冲区不会移除，保证了 TCP 是可靠传输的。如果对方无视窗口大小发出了超过窗口大小的数据，那么接收方会把这些数据丢弃。
这个过程中涉及到了 TCP 的滑动窗口协议，滑动窗口（Sliding window）是一种流量控制技术。早期的网络通信中，通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况，同时发送数据，导致中间节点阻塞掉包，谁也发不了数据，所以就有了滑动窗口机制来解决此问题；发送和接受方都会维护一个数据帧的序列，这个序列被称作窗口
发送窗口 就是发送端允许连续发送的幀的序号表。发送端可以不等待应答而连续发送的最大幀数称为发送窗口的尺寸。接收窗口 接收方允许接收的幀的序号表，凡落在接收窗口内的幀，接收方都必须处理，落在接收窗口外的幀被丢弃。接收方每次允许接收的幀数称为接收窗口的尺寸。 在线滑动窗口演示功能 https://media.pearsoncmg.com/aw/ecs_kurose_compnetwork_7/cw/content/interactiveanima tions/selective-repeat-protocol/index.html就是当客户端的数据从网卡缓冲区复制到内核缓冲区之前，服务端会一直阻塞。以socket接口为例，进程空间中调用 recvfrom，进程从调用 recvfrom 开始到它返回的整段时间内都是被阻塞的，因此被成为阻塞 IO 模型
非阻塞 IO 模型的原理很简单，就是进程空间调用 recvfrom，如果这个时候内核缓冲区没有数据的话，就直接返回一个 EWOULDBLOCK 错误，然后应用程序通过不断轮询来检查这个状态状态，看内核是不是有数据过 来。
I/O 多路复用的本质是通过一种机制（系统内核缓冲 I/O 数据），让单个进程可以监视多个文件描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作
