计算机网络 TCP、RPC、GRPC、HTTP 总结

本文涉及的产品
云原生网关 MSE Higress,422元/月
MSE Nacos/ZooKeeper 企业版试用,1600元额度,限量50份
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
简介: 【1月更文挑战第1天】计算机网络 TCP、RPC、GRPC、HTTP 总结

1.TCP 传输层协议:

TCP(传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。

  • TCP协议具有以下特点:
  1. 面向连接:TCP协议在数据传输之前需要建立连接,数据传输完成后需要释放连接,保证了数据传输的可靠性和完整性。
  2. 可靠性高:TCP协议采用确认机制、序列号和校验和等技术,可以保证数据传输的可靠性和完整性。
  3. 拥塞控制:TCP协议采用拥塞控制算法,可以避免网络拥塞和丢包等问题,保证了数据传输的稳定性和公平性。
  4. 全双工通信:TCP协议支持全双工通信,即客户端和服务器端都可以同时发送和接收数据,实现了双向通信。
  5. 高效性:TCP协议采用滑动窗口机制和分段传输技术,可以提高数据传输的效率和性能。
  6. 支持多种应用协议:TCP协议可以支持多种应用层协议,例如HTTP、FTP、SMTP等。
  7. 可靠的错误恢复:TCP协议可以对丢失、重复、损坏和超时等错误进行恢复和处理,保证了数据传输的可靠性和完整性。
  • TCP协议的数据传输过程如下:
  1. 客户端向服务器端发送SYN(同步)请求,请求建立连接。
  2. 服务器端收到SYN请求后,向客户端发送SYN+ACK(同步和确认)应答,表示可以建立连接。
  3. 客户端收到SYN+ACK应答后,向服务器端发送ACK(确认)应答,表示连接已经建立成功。
  4. 数据传输完成后,客户端和服务器端分别发送FIN(结束)请求,请求释放连接。
  5. 收到FIN请求后,另一方发送ACK应答,表示已经收到了结束请求。
  6. 双方都收到了对方的ACK应答后,即完成了连接的释放。

TCP协议具有面向连接、可靠性高、拥塞控制、全双工通信、高效性、支持多种应用协议等特点,是一种非常重要的传输层协议。

  • TCP 的缺点:

TCP(Transmission Control Protocol)虽然具有很多优点,但仍存在以下缺点:

  1. 较为复杂:TCP协议的实现较为复杂,需要考虑到各种网络环境和异常情况,对于开发人员而言学习成本较高。
  2. 传输效率相对较低:TCP采用确认机制、序列号等技术,保证了数据传输的可靠性和完整性,但也使得数据传输效率相对较低。
  3. 不适用于短连接:TCP适用于长连接,对于短连接的支持不够友好,会增加建立和释放连接的开销。
  4. 不适用于实时性要求高的场景:由于TCP采用确认机制和重传机制,无法保证数据的实时性,不适用于实时性要求较高的场景。
  5. 不适用于高负载场景:当网络负载较大时,TCP采用拥塞控制算法可能会导致传输速度下降,影响了数据传输的效率和性能。
  6. 无法支持广播和多播:TCP协议无法支持广播和多播,只能进行点对点的数据传输。

TCP虽然具有很多优点,但仍存在一些缺点,例如传输效率相对较低、不适用于短连接等。在选择协议时,需要根据具体的需求和场景进行综合考虑。

2.RPC 远程调用:

RPC是远程过程调用(Remote Procedure Call)的缩写。它是一种计算机通信协议,使得程序可以请求另一个进程或者计算机上的服务,就像调用本地的函数一样,从而实现分布式系统之间的交互和通讯。RPC可以大大简化分布式系统的开发,提高系统的可维护性和可扩展性。

RPC具有以下优势:

  1. 抽象屏蔽:RPC框架可以屏蔽底层的网络通信细节,使得远程调用就像本地调用一样简单。
  2. 可扩展性:RPC框架可以支持多种协议和编码方式,可以适应不同场景的需求,同时也可以方便地添加新的功能和服务。
  3. 可靠性:RPC框架通常会提供各种机制来保证通信的可靠性,如超时重试、错误处理等。
  4. 高效性:RPC框架通常使用二进制协议和高效的序列化方式,可以大大减少网络传输的数据量,提高系统的性能。
  5. 语言无关性:RPC框架可以支持多种编程语言,使得不同语言的程序可以方便地进行交互和通讯。

RPC有以下缺点:

  1. 依赖网络:RPC需要通过网络进行通信,因此对网络的稳定性和延迟要求比较高。
  2. 难以调试:由于RPC是跨进程或者跨计算机的调用,因此调试起来比较困难,需要使用一些特殊的工具和技术。
  3. 数据格式限制:RPC框架通常会限制数据的格式和大小,如果需要传输大量的数据或者复杂的数据结构,可能会导致性能问题。
  4. 安全性问题:RPC通常不会提供加密和认证等安全机制,需要在应用层进行处理,否则容易受到攻击。
  5. 可靠性问题:RPC框架虽然提供了一些机制来保证通信的可靠性,但仍然可能出现通信失败、丢失消息等情况,需要应用程序自己处理。

3.GRPC RPC框架:

gRPC是Google开源的一种高性能、通用的远程过程调用(RPC)框架,基于Protocol Buffers序列化协议进行数据传输。

gRPC具有以下优势:

  1. 高性能:gRPC采用基于HTTP/2的二进制传输协议,可以实现双向流、头部压缩和多路复用等特性,提高了网络传输的效率和性能。
  2. 多语言支持:gRPC支持多种编程语言,包括C++、Java、Python、Go、Ruby等,可以方便地构建跨语言的分布式系统。
  3. 自动生成代码:gRPC可以根据服务定义文件自动生成客户端和服务器端的代码,大大简化了开发过程。
  4. 可扩展性:gRPC支持多种负载均衡算法和服务发现机制,可以适应不同场景的需求。
  5. 安全性:gRPC支持TLS加密和认证等安全机制,保障通信的安全性。
  6. 易于使用和维护:gRPC提供了丰富的文档和工具链,使得开发和维护分布式系统变得更加容易。

gRPC具有以下缺点:

  1. 学习曲线较陡峭:相比于传统的RESTful API,gRPC需要使用IDL文件来定义服务和消息类型,并且需要生成客户端和服务器端的代码,需要掌握这些新的概念和技术。
  2. 不支持RESTful API:gRPC不支持基于HTTP的RESTful API,无法与现有的RESTful API进行兼容和集成。
  3. 不支持浏览器端:gRPC目前不支持Web浏览器端,因为浏览器不支持HTTP/2协议。
  4. 依赖Protocol Buffers:gRPC默认使用Google开发的Protocol Buffers序列化协议,如果需要使用其他的序列化协议,则需要自行实现。
  5. 难以调试:由于gRPC采用二进制协议,数据的传输和解析都是以二进制形式进行的,对于调试和排错带来了一定的困难。
  6. 安全性依赖于TLS:虽然gRPC支持TLS加密和认证等安全机制,但这些机制都依赖于TLS协议,如果TLS协议本身存在漏洞或被攻击,则会影响gRPC的安全性。

4.HTTP 应用层协议:

HTTP协议是一种基于请求-响应模式的应用层协议,用于在Web浏览器和Web服务器之间传递数据。它是一种无状态的协议,每个请求和响应都是独立的,没有任何关联性。

HTTP通常使用TCP作为传输层协议,使用端口号80进行通信。HTTP协议定义了客户端和服务器之间交换的消息格式和规则,包括请求方法、请求头部、请求正文、响应状态码、响应头部和响应正文等。

HTTP请求由三部分组成:请求行、请求头部和请求正文。其中,请求行包括请求方法、URL和HTTP版本号;请求头部包括请求的附加信息,如Cookie、User-Agent等;请求正文包括请求的数据内容,如表单数据、JSON数据等。

HTTP响应由三部分组成:状态行、响应头部和响应正文。其中,状态行包括HTTP版本号、状态码和状态描述;响应头部包括响应的附加信息,如Content-Type、Content-Length等;响应正文包括响应的数据内容,如HTML页面、图片等。

HTTP协议具有以下优点:

  1. 简单易用:HTTP采用文本协议和请求-响应模型,消息格式简单、易于理解和使用。
  2. 易于扩展:HTTP支持插件和扩展机制,可以根据需求添加新的功能和特性。
  3. 可靠性高:HTTP采用TCP协议进行数据传输,保证了数据的可靠性和完整性。
  4. 良好的兼容性:HTTP是互联网上最常用的协议之一,几乎所有的浏览器和服务器都支持HTTP协议,具有良好的兼容性。
  5. 支持缓存机制:HTTP支持缓存机制,可以提高网络传输的效率和性能。
  6. 安全性高:HTTP支持SSL/TLS加密和认证等安全机制,保证了数据的安全性和隐私性。
  7. 支持多种媒体类型:HTTP支持多种媒体类型,例如HTML、XML、JSON等,可以满足不同的业务需求。

HTTP协议具有以下缺点:

  1. 传输效率较低:HTTP采用明文传输,消息格式较为冗长,数据传输效率相对较低。
  2. 安全性较低:HTTP采用明文传输,数据在传输过程中容易被窃听和篡改,安全性较低。
  3. 不支持双向通信:HTTP采用请求-响应模式,不支持服务器主动向客户端发送消息,无法实现双向通信。
  4. 不支持流式数据传输:HTTP采用短连接方式,每次请求都需要建立一次TCP连接,无法实现流式数据传输。
  5. 无状态协议:HTTP是一种无状态协议,服务器不能保存客户端的状态信息,每次请求都需要重新验证身份和权限等信息。
  6. 不支持服务发现:HTTP没有内置的服务发现机制,需要通过第三方工具或平台来实现服务发现。
  7. RESTful API限制:RESTful API是基于HTTP协议的一种API设计风格,但由于HTTP协议本身的限制,RESTful API无法完全满足所有场景的需求。
相关实践学习
深入解析Docker容器化技术
Docker是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。Docker是世界领先的软件容器平台。开发人员利用Docker可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。运维人员利用Docker可以在隔离容器中并行运行和管理应用,获得更好的计算密度。企业利用Docker可以构建敏捷的软件交付管道,以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为Linux和Windows Server应用发布新功能。 在本套课程中,我们将全面的讲解Docker技术栈,从环境安装到容器、镜像操作以及生产环境如何部署开发的微服务应用。本课程由黑马程序员提供。     相关的阿里云产品:容器服务 ACK 容器服务 Kubernetes 版(简称 ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情: https://www.aliyun.com/product/kubernetes
相关文章
|
2月前
|
存储 网络协议 算法
从HPACK到多路复用,揭秘HTTP/2如何终结网络拥堵
HTTP/2通过HPACK压缩头部冗余信息,提升传输效率;并利用多路复用技术,在单个TCP连接上并行处理多个请求,避免队头阻塞,显著提升性能。同时支持服务器推送和流优先级设置,优化资源加载体验。
155 7
|
2月前
|
网络协议 安全 网络安全
什么是TCP/UDP/HTTP?它们如何影响你的内网穿透体验?
数据的传输离不开各种协议,它们就像现实世界中的交通规则,规定了数据如何打包、寻址、传输和接收。对于使用内网穿透的用户来说,理解TCP、UDP和HTTP这些基础协议的特点,能帮助你更好地理解其性能表现,并选择最适合的配置方案。
|
5月前
|
JSON 中间件 Go
Go 网络编程:HTTP服务与客户端开发
Go 语言的 `net/http` 包功能强大,可快速构建高并发 HTTP 服务。本文从创建简单 HTTP 服务入手,逐步讲解请求与响应对象、URL 参数处理、自定义路由、JSON 接口、静态文件服务、中间件编写及 HTTPS 配置等内容。通过示例代码展示如何使用 `http.HandleFunc`、`http.ServeMux`、`http.Client` 等工具实现常见功能,帮助开发者掌握构建高效 Web 应用的核心技能。
310 61
|
4月前
|
网络协议 安全 API
WebSocket、Socket、TCP 和 HTTP 的差别与应用场景
WebSocket、Socket、TCP 和 HTTP 是网络通信中的四大“使者”,各具特色:HTTP 适合短时请求,TCP 稳定可靠,Socket 灵活定制,WebSocket 实现实时双向通信。本文用通俗语言解析它们的区别与应用场景,助你为项目选择最合适的通信方式。
1748 3
|
5月前
|
JSON 编解码 API
Go语言网络编程:使用 net/http 构建 RESTful API
本章介绍如何使用 Go 语言的 `net/http` 标准库构建 RESTful API。内容涵盖 RESTful API 的基本概念及规范,包括 GET、POST、PUT 和 DELETE 方法的实现。通过定义用户数据结构和模拟数据库,逐步实现获取用户列表、创建用户、更新用户、删除用户的 HTTP 路由处理函数。同时提供辅助函数用于路径参数解析,并展示如何设置路由器启动服务。最后通过 curl 或 Postman 测试接口功能。章节总结了路由分发、JSON 编解码、方法区分、并发安全管理和路径参数解析等关键点,为更复杂需求推荐第三方框架如 Gin、Echo 和 Chi。
|
6月前
|
安全 网络协议 Linux
Linux网络应用层协议展示:HTTP与HTTPS
此外,必须注意,从HTTP迁移到HTTPS是一项重要且必要的任务,因为这不仅关乎用户信息的安全,也有利于你的网站评级和粉丝的信心。在网络世界中,信息的安全就是一切,选择HTTPS,让您的网站更加安全,使您的用户满意,也使您感到满意。
181 18
|
7月前
|
安全 网络安全 定位技术
网络通讯技术:HTTP POST协议用于发送本地压缩数据到服务器的方案。
总的来说,无论你是一名网络开发者,还是普通的IT工作人员,理解并掌握POST方法的运用是非常有价值的。它就像一艘快速,稳定,安全的大船,始终为我们在网络海洋中的冒险提供了可靠的支持。
238 22
|
7月前
|
网络安全
网络问题解析:如何解决CondaHTTPError HTTP 000 CONNECTION FAILED错误。
以上就是斯诺普为你准备的解决Conda出现HTTP连接错误的手术室。希望这辆小车可以顺利驶出棘手的泥潭,再次在自由的大路上疾驰。一切的尝试和努力,只为更好的探索与开发。
268 17
|
8月前
|
网络协议 物联网
VB6网络通信软件上位机开发,TCP网络通信,读写数据并处理,完整源码下载
本文介绍使用VB6开发网络通信上位机客户端程序,涵盖Winsock控件的引入与使用,包括连接服务端、发送数据(如通过`Winsock1.SendData`方法)及接收数据(利用`Winsock1_DataArrival`事件)。代码实现TCP网络通信,可读写并处理16进制数据,适用于自动化和工业控制领域。提供完整源码下载,适合学习VB6网络程序开发。 下载链接:[完整源码](http://xzios.cn:86/WJGL/DownLoadDetial?Id=20)
300 12
|
9月前
|
网络协议 测试技术 Linux
Golang 实现轻量、快速的基于 Reactor 模式的非阻塞 TCP 网络库
gev 是一个基于 epoll 和 kqueue 实现的高性能事件循环库,适用于 Linux 和 macOS(Windows 暂不支持)。它支持多核多线程、动态扩容的 Ring Buffer 读写缓冲区、异步读写和 SO_REUSEPORT 端口重用。gev 使用少量 goroutine,监听连接并处理读写事件。性能测试显示其在不同配置下表现优异。安装命令:`go get -u github.com/Allenxuxu/gev`。
188 0

热门文章

最新文章