【计算机网络】TCP/IP 协议族核心笔记

计算机网络是 CS 基础课中最贴近实际开发的一门。这里整理了 TCP/IP 协议族的核心知识点。

OSI 七层 vs TCP/IP 四层

OSI	TCP/IP	协议示例
应用层	应用层	HTTP, DNS, SMTP
表示层	↑	SSL/TLS
会话层	↑	-
传输层	传输层	TCP, UDP
网络层	网络层	IP, ICMP, ARP
数据链路层	网络接口层	Ethernet
物理层	↑	-

TCP 三次握手

Client              Server
  |--- SYN seq=x ------->|
  |<-- SYN+ACK seq=y -----|
  |    ack=x+1            |
  |--- ACK ack=y+1 ----->|
  |    连接建立            |

为什么是三次？ 为了确认双方的发送和接收能力都正常。两次无法确认客户端的接收能力。

TCP 四次挥手

Client              Server
  |--- FIN ------------->|
  |<-- ACK --------------|
  |<-- FIN --------------|
  |--- ACK ------------->|
  |    TIME_WAIT(2MSL)   |

为什么要 TIME_WAIT？ 确保最后一个 ACK 被对方收到，防止已关闭连接的延迟报文被新连接接收。

TCP 拥塞控制

四个阶段：

慢启动：窗口从 1 开始指数增长
拥塞避免：达到阈值后线性增长
快重传：收到 3 个重复 ACK 立即重传
快恢复：阈值减半，窗口从阈值开始

HTTP/1.1 vs HTTP/2 vs HTTP/3

特性	HTTP/1.1	HTTP/2	HTTP/3
多路复用	❌	✅	✅
头部压缩	❌	HPACK	QPACK
传输层	TCP	TCP	QUIC(UDP)
队头阻塞	有	流级别	无

DNS 解析过程

浏览器缓存 → 系统缓存 → 路由器缓存
→ ISP DNS → 根域名服务器 → 顶级域名服务器 → 权威域名服务器

这些基础概念在日常开发中会频繁遇到，理解底层原理有助于排查网络相关的问题。