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PHP面試常考之網絡協議

joywek / 1755人閱讀

摘要：是為互聯網服務的協議族，它是網絡通信協議的統稱，由和等協議組成。預告本周五更新面試常考題之會話控制和網絡協議，敬請期待。以上內容摘自程序員面試筆試寶典書籍，該書已在天貓京東當當等電商平臺銷售。

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本周（2019.2-25至3-1）的一三五更新的文章如下：

周一：PHP面試常考之會話控制
周三：PHP面試常考之網絡協議
周五：PHP面試常考題之會話控制和網絡協議

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以下正文的內容來自《PHP程序員面試筆試寶典》書籍，如果轉載請保留出處：

一、協議和TCP/IP

在20世紀80年代，計算機網絡誕生，它能夠將一臺臺獨立的計算機互相連接，使得位于不同地理位置的計算機之間可以進行通信，實現信息傳遞和資源共享，形成一組規模大、功能強的計算機系統。不過，計算機要想在網絡中正常通信，必須遵守相關網絡協議的規則，常用的網絡協議有TCP、UDP、IP和HTTP等。

協議

協議可簡單理解為計算機之間的一種約定，好比人與人之間對話所使用的語言。在國內，不同地區的人講的方言都不同，如果要溝通，就要約定一種大家都會的語言，例如全國通用的普通話，普通話就相當于協議，溝通相當于通信，說話內容相當于數據信息。協議需要具備通用的特征，但在早期，每家計算機廠商都根據自己的標準來生產網絡產品，這使得不同廠商制造的計算機之間難以通信，嚴重影響了用戶的日常使用。為了應對這些問題，ISO（國際標準化組織）制定了一套國際標準OSI（開放式系統互聯通信參考模型），將通信系統標準化。所謂標準化是指建立技術標準，企業按照這個標準來制造產品，這大大提升了產品的兼容性、互操作性以及易用性。

OSI參考模型將復雜的協議分成了7層（見下表），每一層各司其職，并且能獨立使用，這相當于軟件中的模塊化開發，有較強的擴展性和靈活性。分層是一種管理哲學，將同一類功能的網絡協議分到一層中，使協議變得靈活可控。

在7層OSI模型中，發送方從第7層的應用層到第1層的物理層，由上至下按順序傳輸數據，而接收方則從第1層到第7層，由下至上接收數據，如右圖所示。

TCP/IP

TCP/IP是為互聯網服務的協議族，它是網絡通信協議的統稱，由IP、TCP、HTTP和FTP等協議組成。TCP/IP將通信過程抽象為4層，被視為簡化的OSI參考模型（如右圖所示，左邊是OSI參考模型，右邊是TCP/IP的模型），但負責維護這套協議族的不是ISO而是IETF（互聯網工程任務組）。TCP/IP在標準化過程中注重開放性和實用性，需要標準化的協議會被放進RFC（Request For Comment）文檔中，RFC文檔詳細記錄了協議的實現、運用和實驗等各方面的內容，并且這些文檔可在線瀏覽。

發送的數據會在分層模型內傳遞，并且每到一層，就會附加該層的包首部，包首部包含了該層協議的相關信息，例如MAC地址、IP地址和端口號。下圖描繪了從傳輸層到互聯網層，分別附加了TCP包首部和IP包首部。

互聯網一詞現在已經家喻戶曉，它是由許多網絡互聯構成的一個巨型網絡。早期的網絡僅僅是連接計算機，而現代的互聯網連接的卻是全世界的人。互聯網已經不再是單純的以數據為核心，而是以人為中心，滲透到生活中的方方面面，顛覆了許多傳統模式，例如足不出戶就能購物、社交或娛樂。??

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二、HTTP

HTTP（HyperText Transfer Protocol）即超文本傳輸協議，是一種獲取網絡資源（例如圖像、HTML文檔）的應用層協議，它是互聯網數據通信的基礎，由請求和響應構成（如右圖所示）。通常，客戶端發起HTTP請求（在請求報文中會指定資源的URL），然后用傳輸層的TCP協議建立連接，最后服務器響應請求，做出應答，回傳數據報文。HTTP自問世到現在，經歷了幾次版本迭代，目前主流的版本是HTTP/1.1，新一代HTTP/2.0是HTTP/1.1的升級版，各方面都超越了前者，但新技術要做到軟硬件兼容還需要假以時日。


HTTP協議有三個特征，分別是持久連接、管道化以及無狀態。

（1）持久連接
在HTTP的早期版本中，一次HTTP通信完成后就會斷開連接，下一次再重新連接，如右圖所示。在當時請求資源并不多的情況下，并不會造成大問題。但隨著HTTP的普及，請求的資源越來越龐大，例如一個HTML文檔中可能會包含多個CSS文件、JavaScript文件、圖像甚至視頻，如果還這么操作，會造成巨大的通信開銷。

為了解決上述問題，提出了持久連接，只要通信兩端的任意一端沒有明確提出斷開，就保持連接狀態，以便下一次通信復用該連接，這避免了重復建立和斷開連接所造成的開銷，加速了頁面呈現，如下圖所示。

（2）管道化
管道化是建立在持久連接上的進一步性能優化。過去，請求必須按照先進先出的隊列順序，也就是發送請求后，要等待并接收到響應，才能再繼續下一個請求。啟用管道化后，就會將隊列順序遷移到服務器，這樣就能同時發送多個請求，然后服務器再按順序一個接一個地響應，如下圖所示。?

（3）狀態管理
HTTP是一種無狀態協議，請求和響應一一對應，不會出現兩個請求復用一個響應的情況（如下圖所示）。也就是說，每個請求都是獨立的，即使在同一條連接中，請求之間也沒有聯系。??

在有些業務場景中，需要請求有狀態，例如后臺登錄。成功登錄后就得保存登錄狀態，否則每次跳轉進入其他頁面都會要求重新登錄。為了能管理狀態，引入了Cookie技術，Cookie技術能讓請求和響應的報文都附加Cookie信息，客戶端將Cookie值發送出去，服務器接收并處理這個值，最終就能得到客戶端的狀態信息。

預告：本周五更新PHP面試常考題之會話控制和網絡協議，敬請期待。

以上內容摘自《PHP程序員面試筆試寶典》書籍，該書已在天貓、京東、當當等電商平臺銷售。

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