在使用長連接的情況下，當一個網(wǎng)頁打開完成后，客戶端和服務器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接不會關(guān)閉，客戶端再次訪問這個服務器時，會繼續(xù)使用這一條已經(jīng)建立的連接。Keep-Alive不會永久保持連接，它有一個保持時間，可以在不同的服務器軟件（如Apache）中設(shè)定這個時間。實現(xiàn)長連接需要客戶端和服務端都支持長連接。

TCP—長連接

所謂長連接，指在一個TCP連接上可以連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)包，在TCP連接保持期間，如果沒有數(shù)據(jù)包發(fā)送，需要雙方發(fā)檢測包以維持此連接，一般需要自己做在線維持（不發(fā)生RST包和四次揮手）。

連接→數(shù)據(jù)傳輸→保持連接(心跳)→數(shù)據(jù)傳輸→保持連接(心跳)→……→關(guān)閉連接（一個TCP連接通道多個讀寫通信）；這就要求長連接在沒有數(shù)據(jù)通信時，定時發(fā)送數(shù)據(jù)包(心跳)，以維持連接狀態(tài)；

TCP?；罟δ?，保活功能主要為服務器應用提供，服務器應用希望知道客戶主機是否崩潰，從而可以代表客戶使用資源。如果客戶已經(jīng)消失，使得服務器上保留一個半開放的連接，而服務器又在等待來自客戶端的數(shù)據(jù)，則服務器將應遠等待客戶端的數(shù)據(jù)，保活功能就是試圖在服務器端檢測到這種半開放的連接。

TCP—短連接

短連接是指通信雙方有數(shù)據(jù)交互時，就建立一個TCP連接，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，則斷開此TCP連接（管理起來比較簡單，存在的連接都是有用的連接，不需要額外的控制手段）；

連接→數(shù)據(jù)傳輸→關(guān)閉連接；

應用場景

長連接： 多用于操作頻繁（讀寫），點對點的通訊，而且連接數(shù)不能太多情況，。每個TCP連接都需要三步握手，這需要時間，如果每個操作都是先連接，再操作的話那么處理速度會降低很多，所以每個操作完后都不斷開，次處理時直接發(fā)送數(shù)據(jù)包就OK了，不用建立TCP連接。

例如：數(shù)據(jù)庫的連接用長連接， 如果用短連接頻繁的通信會造成socket錯誤，而且頻繁的socket 創(chuàng)建也是對資源的浪費。

短連接： 像WEB網(wǎng)站的http服務一般都用短鏈接（http1.0只支持短連接，1.1keep alive 帶時間，操作次數(shù)限制的長連接），因為長連接對于服務端來說會耗費一定的資源，而像WEB網(wǎng)站這么頻繁的成千上萬甚至上億客戶端的連接用短連接會更省一些資源，如果用長連接，而且同時有成千上萬的用戶，如果每個用戶都占用一個連接的話，那可想而知吧。所以并發(fā)量大，但每個用戶無需頻繁操作情況下需用短連好；

HTTP 原理

HTTP 是一個無狀態(tài)的協(xié)議。無狀態(tài)是指客戶機（Web 瀏覽器）和服務器之間不需要建立持久的連接，這意味著當一個客戶端向服務器端發(fā)出請求，然后服務器返回響應(response)，連接就被關(guān)閉了，在服務器端不保留連接的有關(guān)信息.HTTP 遵循請求(Request)/應答(Response)模型?？蛻魴C（瀏覽器）向服務器發(fā)送請求，服務器處理請求并返回適當?shù)膽?。所?HTTP 連接都被構(gòu)造成一套請求和應答。

地址解析

如用客戶端瀏覽器請求這個頁面：http://www.lydms.com:8080/index.htm 從中分解出協(xié)議名、主機名、端口、對象路徑等部分，對于我們的這個地址，解析得到的結(jié)果如下：協(xié)議名：http 主機名：www.lydms.com 端口：8080 對象路徑：/index.htm 在這一步，需要域名系統(tǒng) DNS 解析域名 localhost.com,得主機的 IP 地址。

封裝 HTTP 請求數(shù)據(jù)包

把以上部分結(jié)合本機自己的信息，封裝成一個 HTTP 請求數(shù)據(jù)包

封裝成 TCP 包并建立連接

封裝成 TCP 包，建立 TCP 連接（TCP 的三次握手）

客戶機發(fā)送請求命

客戶機發(fā)送請求命令：建立連接后，客戶機發(fā)送一個請求給服務器，請求方式的格式為：統(tǒng)一資源標識符（URL）、協(xié)議版本號，后邊是 MIME 信息包括請求修飾符、客戶機信息和可內(nèi)容。

服務器響應

服務器接到請求后，給予相應的響應信息，其格式為一個狀態(tài)行，包括信息的協(xié)議版本號、一個成功或錯誤的代碼，后邊是 MIME 信息包括服務器信息、實體信息和可能的內(nèi)容。

服務器關(guān)閉 TCP 連接

一般情況下，一旦 Web 服務器向瀏覽器發(fā)送了請求數(shù)據(jù)，它就要關(guān)閉 TCP 連接，然后如果瀏覽器或者服務器在其頭信息加入了這行代碼 Connection:keep-alive，TCP 連接在發(fā)送后將仍然保持打開狀態(tài)，于是，瀏覽器可以繼續(xù)通過相同的連接發(fā)送請求。保持連接節(jié)省了為每個請求建立新連接所需的時間，還節(jié)約了網(wǎng)絡帶寬。

HTTPS

HTTPS（全稱：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全為目標的HTTP 通道，簡單講是 HTTP 的安全版。即 HTTP 下加入 SSL 層，HTTPS 的安全基礎(chǔ)是 SSL。其所用的端口號是 443。過程大致如下：

SSL/TLS之間的關(guān)系

SSL 是英文“Secure Sockets Layer”的縮寫，中文叫做“安全套接層”。它是在上世紀90年代中期，由網(wǎng)景公司設(shè)計的。為啥要發(fā)明 SSL 這個協(xié)議呢？因為原先互聯(lián)網(wǎng)上使用的 HTTP 協(xié)議是明文的，存在很多缺點——比如傳輸內(nèi)容會被偷窺（嗅探）和篡改。發(fā)明 SSL 協(xié)議，就是為了解決這些問題。

到了1999年，SSL 因為應用廣泛，已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)上的事實標準。IETF 就在那年把 SSL 標準化。標準化之后的名稱改為 TLS（是“Transport Layer Security”的縮寫），中文叫做“傳輸層安全協(xié)議”。

很多人都把這兩者并列稱呼（SSL/TLS），因為這兩者可以視作同一個東西的不同階段。

建立連接獲取證書

SSL 客戶端通過 TCP 和服務器建立連接之后（443 端口），并且在一般的 tcp 連接協(xié)商（握手）過程中請求證書。即客戶端發(fā)出一個消息給服務器，這個消息里面包含了自己可實現(xiàn)的算法列表和其它一些需要的消息，SSL 的服務器端會回應一個數(shù)據(jù)包，這里面確定了這次通信所需要的算法，然后服務器向客戶端返回證書。（證書里面包含了服務器信息：域名。申請證書的公司，公共秘鑰）。

證書驗證

Client 在收到服務器返回的證書后，判斷簽發(fā)這個證書的公共簽發(fā)機構(gòu)，并使用這個機構(gòu)的公共秘鑰確認簽名是否有效，客戶端還會確保證書中列出的域名就是它正在連接的域名。

數(shù)據(jù)加密和傳輸

如果確認證書有效，那么生成對稱秘鑰并使用服務器的公共秘鑰進行加密。然后發(fā)送給服務器，服務器使用它的私鑰對它進行解密，這樣兩臺計算機可以開始進行對稱加密進行通信。

CDN 原理

CND 一般包含分發(fā)服務系統(tǒng)、負載均衡系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。

分發(fā)服務系統(tǒng)

其基本的工作單元就是各個 Cache 服務器。負責直接響應用戶請求，將內(nèi)容快速分發(fā)到用戶；同時還負責內(nèi)容更新，保證和源站內(nèi)容的同步。根據(jù)內(nèi)容類型和服務種類的不同，分發(fā)服務系統(tǒng)分為多個子服務系統(tǒng)，如：網(wǎng)頁加速服務、流媒體加速服務、應用加速服務等。每個子服務系統(tǒng)都是一個分布式的服務集群，由功能類似、地域接近的分布部署的 Cache 集群組成。在承擔內(nèi)容同步、更新和響應用戶請求之外，分發(fā)服務系統(tǒng)還需要向上層的管理調(diào)度系統(tǒng)反饋各個Cache 設(shè)備的健康狀況、響應情況、內(nèi)容緩存狀況等，以便管理調(diào)度系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)定的策略決定由哪個 Cache 設(shè)備來響應用戶的請求。

負載均衡系統(tǒng)

負載均衡系統(tǒng)是整個 CDN 系統(tǒng)的中樞。負責對所有的用戶請求進行調(diào)度，確定提供給用戶的最終訪問地址。使用分級實現(xiàn)。最基本的兩極調(diào)度體系包括全局負載均衡（GSLB）和本地負載均衡（SLB）。GSLB 根據(jù)用戶地址和用戶請求的內(nèi)容，主要根據(jù)就近性原則，確定向用戶服務的節(jié)點。一般通過 DNS解析或者應用層重定向（Http 3XX 重定向）的方式實現(xiàn)。SLB 主要負責節(jié)點內(nèi)部的負載均衡。當用戶請求從 GSLB 調(diào)度到 SLB 時，SLB 會根據(jù)節(jié)點內(nèi)各個Cache 設(shè)備的工作狀況和內(nèi)容分布情況等對用戶請求重定向。SLB 的實現(xiàn)有四層調(diào)度（LVS）、七層調(diào)度（Nginx）和鏈路負載調(diào)度等。

管理系統(tǒng)

分為運營管理和網(wǎng)絡管理子系統(tǒng)。網(wǎng)絡管理系統(tǒng)實現(xiàn)對 CDN 系統(tǒng)的設(shè)備管理、拓撲管理、鏈路監(jiān)控和故障管理，為管理員提供對全網(wǎng)資源的可視化的集中管理，通常用 web 方式實現(xiàn)。運營管理是對 CDN 系統(tǒng)的業(yè)務管理，負責處理業(yè)務層面的與外界系統(tǒng)交互所必須的一些收集、整理、交付工作。

包括用戶管理、產(chǎn)品管理、計費管理、統(tǒng)計分析等。

TCP/IP協(xié)議族

TCP/IP只提供無連接、不可靠的服務。

傳輸之前需要進行三次握手。

IP的主要功能包括將上層數(shù)據(jù)(如TCP、UDP數(shù)據(jù))或者同層的其它數(shù)據(jù)(如ICMP數(shù)據(jù))封裝到IP數(shù)據(jù)報中，將IP數(shù)據(jù)報傳送到最終目的地；為了使數(shù)據(jù)能夠在鏈路層上進行傳輸，對數(shù)據(jù)進行分段，確定數(shù)據(jù)報到達其它網(wǎng)絡中的目的地的路徑。

應用層協(xié)議—文件傳輸服務(FTP)

用來在計算機之間傳輸文件。

實際Internet的FTP服務是一種匿名(anonymous)FTP服務，設(shè)置一個特殊的用戶名-anonymous，供公眾使用。

匿名登錄到FTP服務器后，其工作方式與常規(guī)FTP相同。通常處于安全目的，大多數(shù)匿名FTP服務器只允許下載，不允許上傳文件。

FTP在客戶端到服務器建立2條TCP連接，一條是控制連接，主要用于傳輸命令和參數(shù)(端口21)；另一條是數(shù)據(jù)連接，主要用于傳輸文件(端口號20)。

應用層協(xié)議—遠程登錄協(xié)議(Telnet)

遠程登錄服務實在Telnet協(xié)議的支持下，將用戶計算機和遠程主機連接起來，在遠程計算機上運行程序，用戶輸入的信息通過Telnet協(xié)議發(fā)送給遠程主機，主機在TCP端口監(jiān)聽用戶請求，并處理后，將結(jié)果通過Telnet協(xié)議返回給客戶?？蛻粼俳?jīng)過適當?shù)霓D(zhuǎn)換顯示在計算機屏幕上。因為使用Telnet命令進行遠程登錄，所有稱為Telnet遠程登錄。

由客戶端軟件、服務器軟件以及Telnet通用協(xié)議三部分組成。

應用層協(xié)議—電子郵件協(xié)議（SMTP)

電子郵件(E-mail)利用計算機進行信息交換的電子媒體信件。

基于客戶端/服務器模式，有E-mail客戶端軟件、E-mail服務器、通信協(xié)議三部分組成。發(fā)送郵件，首先到達自己注冊的郵件服務器主機，再在網(wǎng)絡傳輸中經(jīng)過多個計算機和路由中轉(zhuǎn)到達目的地的郵件服務器主機，進入收件人的電子郵箱，最后郵件的接收者上網(wǎng)并啟動電子郵件管理程序，會自動下載到自己計算機，完成接受郵件。

SMTP：簡單郵件傳輸協(xié)議

MIME：Internet郵件擴充協(xié)議

PEM：增強私密郵件保護協(xié)議

POP：來保管用戶未能及時取走的郵件，簡單的純文本協(xié)議，每次傳輸以正規(guī)E-mail為單位，不提供部分傳輸。

傳輸層協(xié)議—TCP

在IP提供的不可靠數(shù)據(jù)服務的基礎(chǔ)上為應用程序提供一個可靠的、面向連接的、全雙工的數(shù)據(jù)傳輸服務。TCP在源主機和目的之間建立和關(guān)閉連接操作是，均需要通過三次握手來確認建立和關(guān)閉是否成功。TCP雖然提供了一個可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務，但是以犧牲通信量來實現(xiàn)的。

**TCP采用了重發(fā)技術(shù)：**發(fā)送數(shù)據(jù)時，啟動定時器，在規(guī)定時間內(nèi)沒有收到確認信息，就重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。

傳輸層協(xié)議—UDP

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議是一種不可靠、無連接的協(xié)議，與同層面向連接的TCP相比，UDP是一種無連接的協(xié)議(無錯誤檢測功能)。TCP有助于提供可靠的連接，UDP有助于提高傳輸?shù)母咚俾市?。不負責重新發(fā)送丟失的包，不對接收的數(shù)據(jù)進行排序，不消除重復的IP數(shù)據(jù)報，不負責建立和終止連接。(都是UDP應用程序負責的)

TCP：交互式會話應用程序(FTP等)。

UDP：自己進行錯誤檢測、不需要檢測錯誤(DNS、SNMP)。

網(wǎng)際層協(xié)議—IP

IP只提供無連接、不可靠的服務，把差錯檢測和流量控制之類的服務授權(quán)給了其他層的協(xié)議。IP的主要功能：

• 將上層數(shù)據(jù)(TCP、UDP數(shù)據(jù))或同層其他數(shù)據(jù)(ICMP數(shù)據(jù))封裝到IP數(shù)據(jù)報中；
• 將IP數(shù)據(jù)報傳送到最終目的地；
• 為了使數(shù)據(jù)能夠在鏈路層上進行傳輸，對數(shù)據(jù)進行分段；
• 確定數(shù)據(jù)報到達其它網(wǎng)絡中的目的地的路徑。

網(wǎng)際層協(xié)議—ICMP

Internet控制信息協(xié)議，用于發(fā)送查錯報文的協(xié)議。ICMP讓IP更加穩(wěn)固。也是利用IP來傳送報文的。ping工具就是利用ICMP報文進行目標是否可達測試。

5種差錯報文：(源抑制、超時、目的不可達、重定向和要求分段)

4種信息報文：回應請求、回應應答、地址屏蔽碼請求和地址屏蔽碼應答。

網(wǎng)際層協(xié)議—ARP和RARP

地址解析協(xié)議(ARP)和反地址解析協(xié)議(RARP)

ARP的作用是將IP地址轉(zhuǎn)為物理地址，RARP的作用是將物理地址轉(zhuǎn)為IP地址。每臺設(shè)備都有唯一的物理地址(通過網(wǎng)卡給出)，為了屏蔽底層協(xié)議及物理地址上的差異，IP協(xié)議又使用了IP地址。因此，在傳輸過程中，必須對IP地址和物理地址進行相互轉(zhuǎn)換。

網(wǎng)絡接口層協(xié)議—以太網(wǎng)(Ethernet IEEE 802.3

Ethernet IEEE 802.3：標準局域網(wǎng)，速度10Mps，傳輸介質(zhì)為銅纜。Ethernet IEEE 802.3u：快速以太網(wǎng)，速度100Mps，傳輸介質(zhì)為雙絞線。Ethernet IEEE 802.3z：千兆以太網(wǎng)，速度1000Mps，傳輸介質(zhì)為光纖或雙絞線。

網(wǎng)絡接口層協(xié)議—令牌環(huán)網(wǎng)(Ethernet IEEE 802.5)

• 只有擁有令牌才可以發(fā)送數(shù)據(jù)。
• 發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要捕獲一個令牌。
• 令牌不為空，需要等待。

網(wǎng)絡接口層協(xié)議—光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)

以光纖為傳輸介質(zhì)。

采用雙環(huán)體系結(jié)構(gòu)，兩環(huán)上的信息反方向流動。雙環(huán)中一環(huán)稱為主環(huán)，另一個環(huán)稱為次環(huán)。正常情況下，主環(huán)傳輸數(shù)據(jù)，次環(huán)處于空閑狀態(tài)。

雙環(huán)設(shè)計的目的是提供高可靠性和穩(wěn)定性。FDDI定義的傳輸介質(zhì)有單模光纖和多模光纖兩種。

網(wǎng)絡接口層協(xié)議—點對點協(xié)議(PPP)

主要用于”撥號上網(wǎng)“這種廣域連接模式。優(yōu)點簡單、具備用戶驗證功能、可以解決IP分配等。為各種主機、網(wǎng)橋和路由器之間簡單連接的一種通用解決方案。

利用以太網(wǎng)(Ethernet)資源在以太網(wǎng)上運行PPP來進行用戶認證接入的方式成為PPPoE。是目前ADSL接入方式中最廣泛的技術(shù)標準。

ATM網(wǎng)絡撒花姑娘運行PPP來管理用戶再認證的方式成為PPPoA。

PPPoA和PPPoE運行原理相同，不同的是運行環(huán)境的不同。

其他—ADSL(非對稱用戶數(shù)據(jù)線)

ADSL Modem上網(wǎng)撥號方式有3中，即專線方式(靜態(tài)IP)、PPPoA和PPPoE。

ADSL獨享帶寬，安全可靠。費用低廉,使用過去的電話線路，可以分離電話機和ADSL Modem(上網(wǎng))。

其他—IPv4和IPv6

IPv4：32位二進制，能表示IP地址個數(shù)：2^32=42億。

IPv6:128位二級制，能表示IP地址個數(shù)：2^128=3.4 * 10^38。