一、TCP的拥塞控制

1. 拥塞（congestion）

在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络性能就要变坏。

• 在计算机网络中的链路容量(即带宽)、交换节点中的缓存和处理机等，都是网络的资源。

若出现拥塞而不进行控制，整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降。

吞吐量/输入负荷.png

2. TCP拥塞控制算法

介绍四种拥塞控制算法前的假定条件：

1. 数据是单方向传送，而另一个方向只传送确认。
2. 接收方总是有足够大的缓存空间，因而发送方发送窗口的大小由网络的拥塞程度来决定。
3. 以TCP报文段的个数为讨论问题的单位，而不是以字节为单位。

一共有四种算法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。

慢开始和拥塞避免算法是1988年提出的TCP拥塞控制算法(TCP Tahoe版本)
1990年又增加了两个新的拥塞控制算法(改进TCP的性能)，这就是快重传和快恢复(TCP Reno版本)。

2.1 慢开始 + 拥塞控制

重传计时器超时：判断网络可能出现了拥塞。（但其实可能不是拥塞只是丢失）

慢开始+拥塞避免+重传计时器超时

误认为是拥塞会造成传输效率降低

2.2快重传

快重传算法可以让发送方尽早知道发生了个别报文段的丢失。

快重传提高吞吐量.png

快恢复.png

image.png

二、三次握手 && 四次挥手

1.TCP报文格式

确认位ACK是1位，而确认序号是32位

TCP报文格式

2. 三次握手

三次握手

为什么要三次握手而不是两次握手？

本质就是为了解决网络信道不可靠的问题，为了在不可靠的信道上建立可靠的连接。为了防止因为已失效的请求报文突然又传到服务器引起错误。(而且两次握手时，客户端知道自己收发正常，服务器端只知道自己接收正常。)

带具体细节的三次握手

经过三次握手之后

客户端和服务器端都进入了数据传输状态，tcp需要在不可靠的信道上保证可靠连接。

三次握手.png

几个问题面对：

1. 一包数据可能被拆分成多包发送，如何处理丢包问题?
2. 数据包到达先后不同，如何处理乱序问题？

为了处理这些问题，tcp为每一个连接建立了一个发送缓冲区，从建立链接后的第一个字节的序列号为0。后面每次字节的序列号增加1。发送数据时，从发送缓冲区取一部分数据组成发送报文，在其tcp头中会附带序列号和长度。接收端在收到数据后，需要回复确认报文。确认报文中的ACK = 接收序列号 + 长度。也就是下一包需要发送的起始序列号，这样一问一答的发送方式，能够使发送端确认发送的数据，已经被对方收到。发送端也可以一次性发送连续的多包数据，接收端只需要回复一次ACK就可以了。这样发送端可以把待发送数据分割成一系列的碎片，发送到对端。对端根据序列号和长度，在接收后重构出完整的数据。假设其中丢失了某些数据包，在接收端可以要求发送端重传，比如丢失了(100-199）这100个字节，接收端向发送端发送ACK=100的报文，发送端接收到后重传这段报文，接收端进行补齐。以上过程不区分客户端和服务端，tcp连接是全双工的，对两端来说均采用上述机制。

3. 四次挥手

四次挥手状态图

四次挥手

为什么客户端需要等待超时时间？

为了保证对方已收到ACK包。因为假设客户端送完最后一包ACK包后就释放了连接，一旦ACK包在网络中丢失，服务端将一直停留在最后确认状态(LAST ACK)。如果客户端发送最后一包ACK包后，等待一段时间，这时服务器端因为没有收到ACK包会重发FIN包，客户端会响应这个FIN包，重发ACK包并刷新超时时间。
这个机制跟三次握手一样，也是为了在不可靠的网络链路中，进行可靠的连接断开确认。

参考：

参考1
参考2

三、DNS解析过程

DNS( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，它用于TCP/IP网络，它所提供的服务是用来将主机名和域名转换为IP地址的工作

1. DNS解析过程

《图解TCP/IP》的内容

具体流程

1. 在浏览器中输入www.qq.com域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。
2. 如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析。
3. 如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/ip参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。
4. 如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。
5. 如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至13台根DNS，根DNS服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(qq.com)给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到www.qq.com主机。 (递归)
6. 如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用是是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。(迭代)

从客户端到本地DNS服务器是属于递归查询，而DNS服务器之间就是的交互查询就是迭代查询。
摘自

2. DNS相关的一些

windows中可以利用nslookup来查看域名对应ip
ipconfig /all可以查看本机对应ns服务器的地址
ipconfig /displaydns可以查自己本地的DNS缓存

查看域名对应的ip

第一次是查浏览器缓存
访问某个域名会先查询本地dns缓存列表，当缓存列表的ip被恶意改变后，将无法通过该域名访问那个网站。

DNS服务器起到的作用不只是翻译官，还可以起到一些分配的作用，比如物理上位于北京的DNS服务器上记录的域名到IP的映射里对应的服务器很可能就是北京附近的，而在上海的DNS服务器则可以给一个上海附近的IP，这样可以提高一定的访问速度。（其实B站直播里面主线、备用线1、备用线2差不多就是这个原理）FROM