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update&fix:基于TCP/UDP 的协议的协议完善&Redis跳表描述修正
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8745a28fa1
@ -101,25 +101,40 @@ HTTP/3.0 之前是基于 TCP 协议的，而 HTTP/3.0 将弃用 TCP，改用 **
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- <https://zh.wikipedia.org/zh/HTTP/3>
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- <https://datatracker.ietf.org/doc/rfc9114/>
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### 使用 TCP 的协议有哪些?使用 UDP 的协议有哪些?
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### 你知道哪些基于 TCP/UDP 的协议？
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**运行于 TCP 协议之上的协议**：
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TCP (传输控制协议) 和 UDP (用户数据报协议) 是互联网传输层的两大核心协议，它们为各种应用层协议提供了基础的通信服务。以下是一些常见的、分别构建在 TCP 和 UDP 之上的应用层协议：
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1. **HTTP 协议（HTTP/3.0 之前）**：超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是一种用于传输超文本和多媒体内容的协议，主要是为 Web 浏览器与 Web 服务器之间的通信而设计的。当我们使用浏览器浏览网页的时候，我们网页就是通过 HTTP 请求进行加载的。
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2. **HTTPS 协议**：更安全的超文本传输协议(HTTPS,Hypertext Transfer Protocol Secure)，身披 SSL 外衣的 HTTP 协议
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3. **FTP 协议**：文件传输协议 FTP（File Transfer Protocol）是一种用于在计算机之间传输文件的协议，可以屏蔽操作系统和文件存储方式。注意 ⚠️：FTP 是一种不安全的协议，因为它在传输过程中不会对数据进行加密。建议在传输敏感数据时使用更安全的协议，如 SFTP。
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4. **SMTP 协议**：简单邮件传输协议（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol）的缩写，是一种用于发送电子邮件的协议。注意 ⚠️：SMTP 协议只负责邮件的发送，而不是接收。要从邮件服务器接收邮件，需要使用 POP3 或 IMAP 协议。
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5. **POP3/IMAP 协议**：两者都是负责邮件接收的协议。IMAP 协议是比 POP3 更新的协议，它在功能和性能上都更加强大。IMAP 支持邮件搜索、标记、分类、归档等高级功能，而且可以在多个设备之间同步邮件状态。几乎所有现代电子邮件客户端和服务器都支持 IMAP。
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6. **Telnet 协议**：用于通过一个终端登陆到其他服务器。Telnet 协议的最大缺点之一是所有数据（包括用户名和密码）均以明文形式发送，这有潜在的安全风险。这就是为什么如今很少使用 Telnet，而是使用一种称为 SSH 的非常安全的网络传输协议的主要原因。
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7. **SSH 协议** : SSH（ Secure Shell）是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。利用 SSH 协议可以有效防止远程管理过程中的信息泄露问题。SSH 建立在可靠的传输协议 TCP 之上。
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8. ……
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**运行于 TCP 协议之上的协议 (强调可靠、有序传输)：**
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**运行于 UDP 协议之上的协议**：
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| 中文全称 (缩写) | 英文全称 | 主要用途 | 说明与特性 |
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| -------------------------- | ---------------------------------- | ---------------------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 超文本传输协议 (HTTP) | HyperText Transfer Protocol | 传输网页、超文本、多媒体内容 | **HTTP/1.x 和 HTTP/2 基于 TCP**。早期版本不加密，是 Web 通信的基础。 |
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| 安全超文本传输协议 (HTTPS) | HyperText Transfer Protocol Secure | 加密的网页传输 | 在 HTTP 和 TCP 之间增加了 SSL/TLS 加密层，确保数据传输的机密性和完整性。 |
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| 文件传输协议 (FTP) | File Transfer Protocol | 文件传输 | 传统的 FTP **明文传输**，不安全。推荐使用其安全版本 **SFTP (SSH File Transfer Protocol)** 或 **FTPS (FTP over SSL/TLS)** 。 |
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| 简单邮件传输协议 (SMTP) | Simple Mail Transfer Protocol | **发送**电子邮件 | 负责将邮件从客户端发送到服务器，或在邮件服务器之间传递。可通过 **STARTTLS** 升级到加密传输。 |
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| 邮局协议第 3 版 (POP3) | Post Office Protocol version 3 | **接收**电子邮件 | 通常将邮件从服务器**下载到本地设备后删除服务器副本** (可配置保留)。**POP3S** 是其 SSL/TLS 加密版本。 |
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| 互联网消息访问协议 (IMAP) | Internet Message Access Protocol | **接收和管理**电子邮件 | 邮件保留在服务器，支持多设备同步邮件状态、文件夹管理、在线搜索等。**IMAPS** 是其 SSL/TLS 加密版本。现代邮件服务首选。 |
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| 远程终端协议 (Telnet) | Teletype Network | 远程终端登录 | **明文传输**所有数据 (包括密码)，安全性极差，基本已被 SSH 完全替代。 |
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| 安全外壳协议 (SSH) | Secure Shell | 安全远程管理、加密数据传输 | 提供了加密的远程登录和命令执行，以及安全的文件传输 (SFTP) 等功能，是 Telnet 的安全替代品。 |
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1. **HTTP 协议（HTTP/3.0 ）**： HTTP/3.0 弃用 TCP，改用基于 UDP 的 QUIC 协议 。
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2. **DHCP 协议**：动态主机配置协议，动态配置 IP 地址
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3. **DNS**：域名系统（DNS，Domain Name System）将人类可读的域名 (例如，www.baidu.com) 转换为机器可读的 IP 地址 (例如，220.181.38.148)。 我们可以将其理解为专为互联网设计的电话薄。实际上，DNS 同时支持 UDP 和 TCP 协议。
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4. ……
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**运行于 UDP 协议之上的协议 (强调快速、低开销传输)：**
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| 中文全称 (缩写) | 英文全称 | 主要用途 | 说明与特性 |
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| 超文本传输协议 (HTTP/3) | HyperText Transfer Protocol version 3 | 新一代网页传输 | 基于 **QUIC** 协议 (QUIC 本身构建于 UDP 之上)，旨在减少延迟、解决 TCP 队头阻塞问题，支持 0-RTT 连接建立。 |
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| 动态主机配置协议 (DHCP) | Dynamic Host Configuration Protocol | 动态分配 IP 地址及网络配置 | 客户端从服务器自动获取 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 服务器等信息。 |
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| 域名系统 (DNS) | Domain Name System | 域名到 IP 地址的解析 | **通常使用 UDP** 进行快速查询。当响应数据包过大或进行区域传送 (AXFR) 时，会**切换到 TCP** 以保证数据完整性。 |
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| 实时传输协议 (RTP) | Real-time Transport Protocol | 实时音视频数据流传输 | 常用于 VoIP、视频会议、直播等。追求低延迟，允许少量丢包。通常与 RTCP 配合使用。 |
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| RTP 控制协议 (RTCP) | RTP Control Protocol | RTP 流的质量监控和控制信息 | 配合 RTP 工作，提供丢包、延迟、抖动等统计信息，辅助流量控制和拥塞管理。 |
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| 简单文件传输协议 (TFTP) | Trivial File Transfer Protocol | 简化的文件传输 | 功能简单，常用于局域网内无盘工作站启动、网络设备固件升级等小文件传输场景。 |
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| 简单网络管理协议 (SNMP) | Simple Network Management Protocol | 网络设备的监控与管理 | 允许网络管理员查询和修改网络设备的状态信息。 |
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| 网络时间协议 (NTP) | Network Time Protocol | 同步计算机时钟 | 用于在网络中的计算机之间同步时间，确保时间的一致性。 |
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**总结一下：**
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- **TCP** 更适合那些对数据**可靠性、完整性和顺序性**要求高的应用，如网页浏览 (HTTP/HTTPS)、文件传输 (FTP/SFTP)、邮件收发 (SMTP/POP3/IMAP)。
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- **UDP** 则更适用于那些对**实时性要求高、能容忍少量数据丢失**的应用，如域名解析 (DNS)、实时音视频 (RTP)、在线游戏、网络管理 (SNMP) 等。
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### TCP 三次握手和四次挥手（非常重要）
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@ -283,33 +283,39 @@ public void add(int value) {
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查询逻辑比较简单，从跳表最高级的索引开始定位找到小于要查的 value 的最大值，以下图为例，我们希望查找到节点 8：
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1. 跳表的 3 级索引首先找找到 5 的索引，5 的 3 级索引 **forwards[3]** 指向空，索引直接向下。
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2. 来到 5 的 2 级索引，其后继 **forwards[2]** 指向 8，继续向下。
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3. 5 的 1 级索引 **forwards[1]** 指向索引 6，继续向前。
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4. 索引 6 的 **forwards[1]** 指向索引 8，继续向下。
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5. 我们在原始节点向前找到节点 7。
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6. 节点 7 后续就是节点 8，继续向前为节点 8，无法继续向下，结束搜寻。
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7. 判断 7 的前驱，等于 8，查找结束。
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- **从最高层级开始 (3 级索引)** ：查找指针 `p` 从头节点开始。在 3 级索引上，`p` 的后继 `forwards[2]`（假设最高 3 层，索引从 0 开始）指向节点 `5`。由于 `5 < 8`，指针 `p` 向右移动到节点 `5`。节点 `5` 在 3 级索引上的后继 `forwards[2]` 为 `null`（或指向一个大于 `8` 的节点，图中未画出）。当前层级向右查找结束，指针 `p` 保持在节点 `5`，**向下移动到 2 级索引**。
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- **在 2 级索引**：当前指针 `p` 为节点 `5`。`p` 的后继 `forwards[1]` 指向节点 `8`。由于 `8` 不小于 `8`（即 `8 < 8` 为 `false`），当前层级向右查找结束（`p` 不会移动到节点 `8`）。指针 `p` 保持在节点 `5`，**向下移动到 1 级索引**。
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- **在 1 级索引** ：当前指针 `p` 为节点 `5`。`p` 的后继 `forwards[0]` 指向最底层的节点 `5`。由于 `5 < 8`，指针 `p` 向右移动到最底层的节点 `5`。此时，当前指针 `p` 为最底层的节点 `5`。其后继 `forwards[0]` 指向最底层的节点 `6`。由于 `6 < 8`，指针 `p` 向右移动到最底层的节点 `6`。当前指针 `p` 为最底层的节点 `6`。其后继 `forwards[0]` 指向最底层的节点 `7`。由于 `7 < 8`，指针 `p` 向右移动到最底层的节点 `7`。当前指针 `p` 为最底层的节点 `7`。其后继 `forwards[0]` 指向最底层的节点 `8`。由于 `8` 不小于 `8`（即 `8 < 8` 为 `false`），当前层级向右查找结束。此时，已经遍历完所有层级，`for` 循环结束。
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- **最终定位与检查** ：经过所有层级的查找，指针 `p` 最终停留在最底层（0 级索引）的节点 `7`。这个节点是整个跳表中值小于目标值 `8` 的那个最大的节点。检查节点 `7` 的**后继节点**（即 `p.forwards[0]`）：`p.forwards[0]` 指向节点 `8`。判断 `p.forwards[0].data`（即节点 `8` 的值）是否等于目标值 `8`。条件满足（`8 == 8`），**查找成功，找到节点 `8`**。
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所以我们的代码实现也很上述步骤差不多，从最高级索引开始向前查找，如果不为空且小于要查找的值，则继续向前搜寻，遇到不小于的节点则继续向下，如此往复，直到得到当前跳表中小于查找值的最大节点，查看其前驱是否等于要查找的值：
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```java
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public Node get(int value) {
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Node p = h;
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//找到小于value的最大值
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Node p = h; // 从头节点开始
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// 从最高层级索引开始，逐层向下
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for (int i = levelCount - 1; i >= 0; i--) {
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// 在当前层级向右查找，直到 p.forwards[i] 为 null
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// 或者 p.forwards[i].data 大于等于目标值 value
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while (p.forwards[i] != null && p.forwards[i].data < value) {
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p = p.forwards[i];
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p = p.forwards[i]; // 向右移动
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}
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}
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//如果p的前驱节点等于value则直接返回
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if (p.forwards[0] != null && p.forwards[0].data == value) {
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return p.forwards[0];
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// 此时 p.forwards[i] 为 null，或者 p.forwards[i].data >= value
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// 或者 p 是当前层级中小于 value 的最大节点（如果存在这样的节点）
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}
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return null;
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// 经过所有层级的查找，p 现在是原始链表（0级索引）中
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// 小于目标值 value 的最大节点（或者头节点，如果所有元素都大于等于 value）
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// 检查 p 在原始链表中的下一个节点是否是目标值
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if (p.forwards[0] != null && p.forwards[0].data == value) {
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return p.forwards[0]; // 找到了，返回该节点
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}
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return null; // 未找到
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}
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```
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