一、TCP及socket通信原理
1、Port number（IANA，互聯網地址授權機構規定）
TCP:傳輸控制協議，面向連接的協議；通信前需要建立虛擬鏈路，結束後拆除鏈路。
UDP:User Datagran Protocol，無連接的協議。
0-1023：衆所周知，永久的分配給固定的應用使用，特權端口（22/ssh,80/http)。
1024-41951：亦爲註冊端口，但要求並不是特別嚴格，分配給程序註冊爲某應用使用（11211/tcp,3306/tcp)
41952-65535：客戶端程序隨機使用的端口：動態端口，或私有端口；其範圍的定義在文件中：（/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range)。
2、Socker：IPC的一種實現，允許位於不同主機（甚至同一主機）上不同進程之間進行通信。
Socket API（封裝了內核中的socket通信相關的系統調用）
（1）、根據傳輸層協議分類：
SOCK_STREAM：TCP套接字
SOCK_DGRAN：UDP套接字
SOCK_RAW：裸（raw）套接字
（2）、根據套接字所使用的地址格式，Socket Domain:
AF_INET：Address Family，IPv4的地址
AD_INET6：IPv6的地址
AF_UNIX：同一主機上不同進程之間通信時使用
（3）、套接字相關的系統調用：
Socket（）：創建一個套接字
bind（）：綁定
listen（）：監聽
accept（）：接受請求
connect（）：請求連接建立
write（）：發送
read（）：接收
3、TCP協議的特性
建立連接：三次握手
將數據打包成段：校驗和（CRC-32）
確認、重傳以及超時
排序：邏輯序號
流量控制：滑動窗口算法
擁塞控制：慢啓動和擁塞避免算法
4、TCP FSM：TCP Finite State Machine，有限狀態機
CLOSED、LISTEN、SYN_SENT、SYN_RECV、ESTABLISHED、FIN_WAIT1、 CLOSE_WAIT、FIN_WAIT2、LAST_ACK
二、httpd協議及Web基本原理
1、http：hyper text transfer protocal，超文本傳輸協議
C/S架構：客戶端-服務器，實現該協議的程序有httpd,nginx,lighttpd......
工作模式：一次httpd事務：請求<-->響應
http請求報文：http request
http響應報文：http response
2、http協議版本
1）HTTP/0.9：原型版本只能傳輸文本文件，僅有GET方法傳輸到客戶端
2）HTTP/1.0：第一個廣發使用的版本，支持MIME機制、cache支持、method（請求方法）
MIME:Multipurpose Internet Mail Extesion多用途互聯網郵件擴展，支持非文本編碼傳輸後再解碼還原
3）HTTP/1.1：增強了緩存功能
4）HTTP/2.0：借鑑spdy對1.0多方面改進，大大提升性能
SPDY是Google開發的基於TCP的應用層協議，用以最小化網絡延遲，提升網絡速度，優化用戶的網絡使用體驗。
SPDY對HTTP協議的增強。新協議的功能包括數據流的多路複用、請求優先級以及HTTP報頭壓縮。
3、Web資源：Web resources
1 2 3 4 5 6 | 靜態資源（無需服務端做出額外處理）：.jpg,.png,.gif,.html,txt,.js,.css,.mp3,avi動態資源（服務端需要通過執行程序做出處理，發送給客戶端的是程序的運行結果）：.php,.jsp注意：一個頁面中展示的資源可能有多個；每個資源都需要單獨請求；資源的標識機制：URL,Uniform Resource Locator：用於描述服務器某特定資源的位置Scheme://Server[:Port][/PATH/TO/SOME_RESOURCE]-->協議：//服務[:端口]/資源路徑沒有給資源路徑打開的是默認頁面，即主頁，http默認端口爲80 |
4、併發訪問響應模型（Web I/O）：
1 2 3 4 5 6 | 單進程I/0結構：啓動一個進程處理用戶請求，而且一次只處理一個；多個請求被串行響應；多進程I/O結構：並行啓動多個進程，每個進程響應一個請求；複用I/O結構：一個進程響應N個請求：多線程模型：一個進程生成N個線程，每個線程響應一個用戶請求；事件驅動：event-driven複用的多進程I/0結構：啓動多個（m）進程，每個進程響應n個請求； |
5、一次完整的http請求處理過程
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | （1）、建立或處理連接：接收請求或拒絕請求；（2）、接收請求：接收來自於網絡的請求報文中對某資源的一次請求的過程；（3）、處理請求：分析請求報文的http請求報文首部進行解析，獲取客戶端請求的資源及請求方法等相關信息 請求報文首部的格式： <method><URL><VERSION> HEADERS:(name:value) <request body>（4）、訪問資源：獲取請求報文中請求的資源，默認在/var/www/html路徑下；（5）、構建響應報文（6）、發送響應報文（7）、記錄日誌 |
三、httpd服務器程序
1、httpd：apache純粹的靜態服務器
版本：1.3、2.0、2.2、2.4。centos6默認使用2.2；centos7默認使用2.4
a patchy server（一個充滿補丁的服務器）
ASF：apache software foundation（Apache軟件基金會）最早的項目，官方站點：httpd.apache.com
2、httpd的特性
高度模塊化：core + modules
DSO：Dynamic Shared Object
MPM：Multipath Processing Modules
profork：多進程模型，每個進程響應一個請求：
一個主線程：複製生成n個子進程，子進程也稱爲工作進程，每個子進程處理一個用戶請求；即便沒有用戶請求，也會預先生成多個空閒進程，隨時等待請求到達：最大不會超過1024個。
worker：事件驅動模型，每個線程響應n個請求；
一個主進程，生成m個子進程，每個子進程負責生成多個線程，每個線程響應一個請求；
m進程，n線程：m * n
event：事件驅動模型，每個線程響應n個請求；
一個主進程，生成m個子進程，每個子進程直接響應n個請求 m * n
3、httpd的功能特性
1 2 3 4 5 6 7 | 支持虛擬主機：IP、Port、FQDN支持CGI：Common Gateway Interface，通用網關接口；支持反向代理支持負載均衡支持路徑別名具有豐富的用戶認證機制：basic基本認證、digest摘要認證支持第三方模塊 |
4、httpd的請求方法
1 2 3 4 5 6 7 8 | GET：請求獲取一個資源，需要服務器發送HEAD：跟GET近似，但其不需要服務響應請求的資源，而返回響應頭部POST：基於HTML表單向服務器提交數據，服務器通常需要存儲此數據（位置：通常爲關係型數據庫）PUT：與GET相反，向服務器發送資源；服務器通常需要存儲此資源（位置：通常爲文件系統）DELETE：刪除URL指向的資源OPTIONS：探測服務器端對請求的URL所支持使用的請求方法TRACE：跟一次請求中間所經過的代理服務器、防火牆或網關等#注意：方法嚴格區分大小寫 |
5、http協議首部
1）、通用首部
1 2 3 4 | Connection：定義C/S之間關於請求、響應的有關選項Connection：keep-aliveCache-Control：緩存控制Via：顯示了報文經過的中間節點 |
2）、請求首部
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | Client-IP：客戶端IPHost：請求的主機Referer：指明瞭請求當前資源原始資源的URLUser-Agent：用戶代理Accept首部：Accept：指明服務器能發送的媒體類型Accept-Charset：支持使用的字符集Accept-Encoding：支持使用的編碼方式Accept-Language：支持使用語言條件是請求：Expect：告訴服務器能夠發送哪些媒體類型If-Modified-Since：是否在指定時間內修改過此資源If-None-Match：如果提供的實體標記與當前文檔的實體標記不符，就獲取此文檔跟安全相關的請求：Authorization：客戶端提交給服務器的認證數據，如賬號和密碼Cookie：客戶端發送給服務器身份標識 |
3）、實體首部
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | Location: 資源的新位置Allow: 允許對此資源使用的請求方法內容相關的首部：Content-Encoding: 支持編碼Content-Language:支持語言Content-Length:文本長度Content-Location:資源所在位置Content-Type:主體對象類型Content-Range：在整個資源中此實體表示的字節範圍緩存相關：ETag: 實體標籤Expires: 過期期限Last-Modified: 上次修改時間 |
4）、響應首部
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | Date：消息產生的時間Age: 響應持續時間Server: 向客戶端說明自己的程序名稱和版本ETage：不透明驗證者Location：URL備用的位置Content-Length：實體的長度Content-Tyep：實體的媒體類型協商首部：ary: 首部列表，服務器會根據列表中的內容挑一個最適用的版本發送給客戶端Accept-Ranges: 對當前資源來講，服務器所能夠接受的範圍類型跟安全相關：WWW-Authentication：質詢，即要求客戶提供帳號和密碼Set-Cookie：服務器端在某客戶端第一次請求時發送令牌 |
6、http狀態碼
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | 1XX：信息性狀態碼2XX：成功狀態碼 200：OK，客戶端請求成功 201：CREATED，請求已被實現3XX：重定向類的狀態碼 301：Moved Permanently，永久重定向 302：Found，臨時重定向，會在響應報文中使用“Location：新位置” 304：Not Modified，條件是請求中使用4XX：客戶端類錯誤 403：Forbidden，請求被服務器拒絕 404：Not Found，服務器無法找到請求的URL 405：Method Not Allowed，不允許使用此方法請求相應的URL5XX：服務器類錯誤 500：Internal Server Error，服務器內部錯誤 502：Bad Gateway，代理服務器從上游服務器收到一條僞響應 503：Service Unavailbale，服務暫時不可用 505：HTTP Version Not Supported，服務器不支持 |