计算机网络

TLS (Transport Layer Security)，即传输层安全性协议，是用于在计算机网络上提供端到端安全通信的加密协议。它是 SSL (Secure Sockets Layer) 协议的继任者，两者常被混用，但技术上，现代网络浏览器及服务器都已使用 TLS 协议。TLS 主要提供数据隐私、数据完整性以及通信双方的身份认证，是互联网上最广泛使用的安全协议，例如 HTTPS (HTTP over TLS)、SMTPS、LDAPS 等都依赖于 TLS。 核心思想：在不可信的网络上，通过加密、认证和完整性校验，建立一个可信的加密通信通道。 一、为什么需要 TLS？互联网的早期（例如纯 HTTP 时代），数据在传输过程中是明文的。这意味着： 窃听 (Eavesdropping)：任何中间人（如 ISP、路由器管理员、恶意攻击者）都可以截获并读取传输中的数据，包括用户密码、银行卡信息、私人消息等。 篡改 (Tampering)：中间人不仅可以读取数据，还可以修改数据，例如在网页中植入恶意代码，或者更改用户提交的表单内容。 身份伪装 (Impersonation)：客户端...

HTTP/3 是 HTTP 协议的最新主要版本，于 2022 年 6 月被 IETF 正式标准化 (RFC 9114)。它的最根本变化在于将底层传输协议从使用了数十年的 TCP 替换为全新的 QUIC (Quick UDP Internet Connections) 协议。这一革新性举措旨在克服 HTTP/2 仍然无法解决的底层传输效率问题，并提供更快的连接建立、更强大的安全性及在复杂网络环境下的韧性，从而彻底改变 Web 资源的传输方式。 核心思想：HTTP/3 运行在 QUIC 协议之上，而 QUIC 又运行在 UDP 协议之上。通过在传输层而非应用层引入多路复用、内置 TLS 1.3 加密、连接迁移等特性，HTTP/3 提供了一个比 HTTP/2 更快、更稳定、更安全的 Web 体验，尤其在移动网络和有损网络环境下表现突出。 一、HTTP/2 的局限性与 HTTP/3 的出现背景HTTP/2 作为 HTTP/1.1 的继任者，通过头部压缩、多路复用和服务器推送等机制，显著提升了...

HTTP/2 协议是 HTTP 协议的第二个主要版本，于 2015 年发布 (RFC 7540)。它基于 Google 开发的实验性协议 SPDY，旨在解决 HTTP/1.1 长期存在的性能瓶颈，从而显著提升 Web 应用程序的加载速度和响应能力。HTTP/2 不改变 HTTP 语义 (请求方法、状态码、URI 等)，而是改变了数据的传输方式，使其在网络层更高效。 核心思想：HTTP/2 通过引入二进制分帧、多路复用、头部压缩和服务器推送等新特性，克服了 HTTP/1.1 面临的队头阻塞和冗余开销问题，实现了在单个 TCP 连接上并行传输多个请求和响应，从而达到更快的页面加载速度和更好的用户体验。 一、HTTP/1.1 的痛点与 HTTP/2 的诞生背景尽管 HTTP/1.1 通过持久连接和缓存机制解决了 HTTP/1.0 的很多问题，但随着 Web 页面复杂度的急剧增加（大量 CSS、JavaScript、图片、字体等资源），HTTP/1.1 仍暴露出一些严重的性能瓶颈：...

HTTP (HyperText Transfer Protocol - 超文本传输协议) 是 Web 浏览器和 Web 服务器之间用于传输超文本数据（如 HTML、图片、视频、JSON 等）的应用层协议。HTTP/1.1 作为其最重要的一个版本，自 1999 年发布以来，长期作为现代 Web 通信的核心协议，至今仍被广泛使用。它在 HTTP/1.0 的基础上进行了诸多改进，极大地提升了 Web 的性能和功能。 核心思想：HTTP/1.1 定义了客户端如何请求资源和服务器如何响应资源。它的主要特点是基于请求-响应模型，并通过一系列改进（如持久连接、管线化、缓存控制等）提升了 Web 资源的传输效率和灵活性。 一、HTTP/1.0 到 HTTP/1.1 的演进：解决痛点HTTP/1.0 (1996 年) 是 HTTP 的第一个正式版本，奠定了 Web 通信的基础。然而，它在实际应用中暴露出一些性能瓶颈和功能不足： 短连接 (Short Connection)：HTTP/1.0 默认每个请求/响应...

KCP (Fast and Reliable UDP protocol) 是一个由 skywind3000 (吴云) 在 2014 年开源的快速可靠的 UDP 上层协议。它的设计目标是在网络状况不佳（高延迟、高丢包率）的环境下，提供比 TCP 更快的传输速度和更低的延迟，同时保持数据的可靠性。KCP 并不是一个完整的网络协议栈，而是一个可嵌入式的库，它运行在 UDP 协议之上，提供了 TCP 所具备的可靠性、流量控制和拥塞控制等机制，但针对延迟和重传进行了优化。 核心思想：在保障数据可靠性的前提下，通过优化重传机制、激进发送和控制重传间隔等方法，尽可能地减少传输延迟，以适应游戏、实时音视频等对延迟高度敏感的应用。 一、为什么需要 KCP？TCP 协议是互联网上最常用的可靠传输协议，但它在一些场景下存在明显的局限性： 慢启动 (Slow Start)：TCP 为了避免网络拥塞，在连接建立初期会限制发送速率，逐渐增加。这对于短连接或突发数据传输会增加初始延迟。 队头阻塞 (Head-of-Line Blocking, HOLB)：TCP 的报文是严格按序到达的。如果某个数据...

用户数据报协议 (UDP - User Datagram Protocol) 是互联网协议套件 (TCP/IP) 中位于传输层的一个简单而高效的协议。与复杂的 TCP 不同，UDP 提供了一种无连接 (Connectionless)、不可靠 (Unreliable) 的数据报服务，强调传输速度和资源效率，而非数据的完整性和顺序性。它不对数据包进行排序、不保证送达、不进行错误重传、不提供流量控制和拥塞控制。 核心思想：UDP 就像邮局的平信服务。你把信投进去，邮局尽力送达，但不保证一定能送到，也不告诉你有没有送到。它不操心信的顺序，不提供回执，也不管你的信封里装了多少页纸。 一、UDP 的核心特性与设计哲学UDP 的设计目标是提供一个最小化的传输层协议，只做传输层最基本的事情——多路复用和少量的错误校验。它将大部分的可靠性职责留给应用程序自行处理。 无连接 (Connectionless)： 在数据传输之前，通信双方无需建立或维护任何连接状态。 发送方可以直接向目的端发送数据报。 每个数据报都是独立的，包含完整的源地址和目的地址信息。 不可靠传输 (Unr...

TCP/IP 协议栈 (Transmission Control Protocol/Internet Protocol Suite) 并不是一个单一的协议，而是一个由一系列网络协议组成的协议族。它是因特网的基石和核心，定义了数据如何在网络中进行封装、传输和路由的规则。TCP/IP 协议栈的设计目标是提供一个鲁棒、可靠并且能够跨异构网络工作的通信框架。 核心思想：TCP/IP 协议栈通过标准化的分层结构和一系列协议（最著名的是 TCP 和 IP），解决了在复杂、异构的网络环境中，如何实现不同设备之间可靠、高效、互通的端到端通信问题。 一、TCP/IP 协议栈的起源与重要性TCP/IP 协议栈最早起源于 20 世纪 70 年代初美国国防部高级研究计划局（ARPA）开发的 ARPANET 项目。随着 ARPANET 演变为今天的因特网，TCP/IP 也逐渐成为全球计算机网络的通用标准。 为什么它如此重要？ 因特网的基石：没有 TCP/IP 协议，就没有今天的因特网。世界上几乎所有的网络设备都支持 ...

传输控制协议 (TCP - Transmission Control Protocol) 是互联网协议套件 (TCP/IP) 中最重要的协议之一，位于传输层。它提供了一种可靠 (Reliable)、面向连接 (Connection-Oriented)、基于字节流 (Byte Stream-Oriented) 的传输服务，确保数据能够准确、完整且按序地从一个应用程序传输到另一个应用程序。几乎所有对数据完整性有严格要求的应用，如网页浏览、文件传输、电子邮件等，都构建在 TCP 之上。 核心思想：TCP 致力于在不可靠的 IP 网络之上，构建起一个端到端的高度可靠的虚拟链路，通过复杂的机制来保障数据不丢、不重、不乱序，并有效地管理网络资源。 一、TCP 的核心特性与设计哲学TCP 的设计目标是克服底层 IP 网络的不可靠性，为应用程序提供一个稳定、可靠的数据传输通道。其核心特性包括： 面向连接 (Connection-Oriented)： 在数据传输之前，通信双方必须通过三次握手建立一个逻辑上的连接。 连接建立后，双方才能开始交换数据。 数据传输完成后，通过四次挥...