计算机网络（1）

TCP、IP、HTTP

TCP/IP

资源来自：图解网络介绍 | 小林coding (xiaolincoding.com)
应用：HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP

传输：TCP TCP 段（流量控制、超时重传、拥塞控制）和 UDP。端口

​ TCP三次握手建立连接的过程中，经通信双方协商确定的。我们都知道链路层使用以太网的话，IP层的MTU是1500 byte，这样去掉IP数据报首部（20 byte），在去掉TCP首部（20 byte）后为1460 byte，此时在默认情况下TCP“选项”字段的MSS值为1460 byte = 1500 - 20 - 20。

网络： IP 协议的寻址作用是告诉我们去往下一个目的地该朝哪个方向走，路由则是根据「下一个目的地」选择路径。寻址更像在导航，路由更像在操作方向盘。

网际接口：在 IP 头部的前面加上 MAC 头部，ARP 协议获取对方的 MAC 地址。

网络.png

数据封装.png

键入网址到网页

DNS解析

协议栈封装

TCP

IP

MAC

网卡：末尾的 FCS（帧校验序列）网卡本身具有 MAC 地址，

交换机FCS 校验，交换机的端口不具有 MAC 地址。

路由器路由器是基于 IP 设计的，俗称三层网络设备，路由器的各个端口都具有 MAC 地址和 IP 地址；

服务器和客户机：扒数据包的皮！就好像你收到快递，能不兴奋吗？

网络模型

OSI 网络模型

  • 应用层，负责给应用程序提供统一的接口；
  • 表示层，负责把数据转换成兼容另一个系统能识别的格式；
  • 会话层，负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话；
  • 传输层，负责端到端的数据传输；
  • 网络层，负责数据的路由、转发、分片；
  • 数据链路层，负责数据的封帧和差错检测，以及 MAC 寻址；
  • 物理层，负责在物理网络中传输数据帧；

TCP/IP 网络模型共有 4 层，分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层，每一层负责的职能如下：

  • 应用层，负责向用户提供一组应用程序，比如 HTTP、DNS、FTP 等;
  • 传输层，负责端到端的通信，比如 TCP、UDP 等；
  • 网络层，负责网络包的封装、分片、路由、转发，比如 IP、ICMP 等；
  • 网络接口层，负责网络包在物理网络中的传输，比如网络包的封帧、 MAC 寻址、差错检测，以及通过网卡传输网络帧等；

HTTP 是什么？

HTTP 是超文本传输协议，也就是HyperText Transfer Protocol。

HTTP 协议是一个双向协议。

GET 和 POST 有什么区别？

GET 的语义是从服务器获取指定的资源，这个资源可以是静态的文本、页面、图片视频等。GET 请求的参数位置一般是写在 URL 中，URL 规定只能支持 ASCII，所以 GET 请求的参数只允许 ASCII 字符 ，而且浏览器会对 URL 的长度有限制（HTTP协议本身对 URL长度并没有做任何规定）。

POST 的语义是根据请求负荷（报文body）对指定的资源做出处理，具体的处理方式视资源类型而不同。POST 请求携带数据的位置一般是写在报文 body 中， body 中的数据可以是任意格式的数据，只要客户端与服务端协商好即可，而且浏览器不会对 body 大小做限制。

GET 和 POST 方法都是安全和幂等的吗？

一般而言

GET 方法就是安全且幂等的，因为它是「只读」操作，

POST 因为是「新增或提交数据」的操作，会修改服务器上的资源，所以是不安全的

  • 可以用 GET 方法实现新增或删除数据的请求，这样实现的 GET 方法自然就不是安全和幂等。
  • 可以用 POST 方法实现查询数据的请求，这样实现的 POST 方法自然就是安全和幂等。

HTTP 缓存技术

强制缓存（from disk cache）

协商缓存协商缓存就是与服务端协商之后，通过协商结果来判断是否使用本地缓存。

HTTPS 解决了 HTTP 的哪些问题？

HTTP 由于是明文传输，所以安全上存在以下三个风险：

  • 窃听风险，比如通信链路上可以获取通信内容，用户号容易没。
  • 篡改风险，比如强制植入垃圾广告，视觉污染，用户眼容易瞎。

  • 冒充风险，比如冒充淘宝网站，用户钱容易没。

    SSL/TLS

  • 信息加密：交互信息无法被窃取，但你的号会因为「自身忘记」账号而没。
  • 校验机制：无法篡改通信内容，篡改了就不能正常显示，但百度「竞价排名」依然可以搜索垃圾广告。
  • 身份证书：证明淘宝是真的淘宝网，但你的钱还是会因为「剁手」而没。

SSL/TLS 协议建立的详细流程：

首先，由客户端向服务器发起加密通信请求，也就是 ClientHello 请求。

服务器收到客户端请求后，向客户端发出响应，也就是 SeverHello。

客户端收到服务器的回应之后，首先通过浏览器或者操作系统中的 CA 公钥，确认服务器的数字证书的真实性。

服务器收到客户端的第三个随机数（pre-master key）之后，通过协商的加密算法，计算出本次通信的「会话秘钥」。

HTTPS 协议本身到目前为止还是没有任何漏洞的，即使你成功进行中间人攻击，本质上是利用了客户端的漏洞（用户点击继续访问或者被恶意导入伪造的根证书），并不是 HTTPS 不够安全。

HTTPS 双向认证来避免这种问题。

一般我们的 HTTPS 是单向认证，客户端只会验证了服务端的身份，但是服务端并不会验证客户端的身份。

HTTP/1.1如何优化？

  • 尽量避免发送 HTTP 请求； 缓存技术：强制缓存（from disk cache），协商缓存

  • 在需要发送 HTTP 请求时，考虑如何减少请求次数

    • 减少重定向请求次数；
    • 合并请求；减少了重复发送的 HTTP 头部。--将图片的二进制数据用 base64 编码后，以 URL 的形式嵌入到 HTML 文件，跟随 HTML 文件一并发送.
    • 延迟发送请求；按需获取

  • 如何减少 HTTP 响应的数据大小

    • 无损压缩；
    • 有损压缩；考虑使用 WebP 格式的图片

TCP 和 UDP 区别：

1. 连接

  • TCP 是面向连接的传输层协议，传输数据前先要建立连接。
  • UDP 是不需要连接，即刻传输数据。

2. 服务对象

  • TCP 是一对一的两点服务，即一条连接只有两个端点。
  • UDP 支持一对一、一对多、多对 多的交互通信

3. 可靠性

  • TCP 是可靠交付数据的，数据可以无差错、不丢失、不重复、按序到达。
  • UDP 是尽最大努力交付，不保证可靠交付数据。

4. 拥塞控制、流量控制

  • TCP 有拥塞控制和流量控制机制，保证数据传输的安全性。
  • UDP 则没有，即使网络非常拥堵了，也不会影响 UDP 的发送速率。

5. 首部开销

  • TCP 首部长度较长，会有一定的开销，首部在没有使用「选项」字段时是 20 个字节，如果使用了「选项」字段则会变长的。
  • UDP 首部只有 8 个字节，并且是固定不变的，开销较小。

6. 传输方式

  • TCP 是流式传输，没有边界，但保证顺序和可靠。
  • UDP 是一个包一个包的发送，是有边界的，但可能会丢包和乱序。

7. 分片不同

  • TCP 的数据大小如果大于 MSS 大小，则会在传输层进行分片，目标主机收到后，也同样在传输层组装 TCP 数据包，如果中途丢失了一个分片，只需要传输丢失的这个分片。
  • UDP 的数据大小如果大于 MTU 大小，则会在 IP 层进行分片，目标主机收到后，在 IP 层组装完数据，接着再传给传输层。
该文章的评论已关闭