五层网络模型
- 组成
- 应用层
- 组成
- 应用层
- 表示层
- 作用：用来做数据格式化或者加密等操作
- 会话层
- 作用：为应用软件提供了很多服务，构建于协议之上。
- 应用层协议（类比暗号）
- 分类
- HTTP协议
- DNS协议（域名解析）
- FTP协议（文件传输）
- SMTP协议（邮件传输）
- 作用：就像是能识别HTTP协议的程序才能解读HTTP协议里传输的数据内容
- 分类
- 组成
- 传输层
- 作用：对数据传输连接的建立和管理，在网络的世界闻名称之为传输层。
- 传输层协议
- UDP协议
- UDP协议是尽最大努力保证数据送到，但是不保证数据一定能够送到。我们经常用到的Ping命令，来测试主机之间是否联通，原理就是UDP协议。这种在送信过程途中把信弄丢了的情况，在网络世界我们称之为：丢包。
- TCP协议
- TCP协议是会保证数据的正确性，也会保证数据的顺序性。
- UDP协议
- 网络层
- 作用：为数据在节点之间传输创建逻辑链路
- 网络层协议
- IP协议
- 这里的每一栋楼房都相当于连接到网络中的一台计算机，每个屋子都相当于计算机上的一个端口，而交通网络就像是计算机世界的网络。
- 在网络的世界中，我们称之为网络层。在现实世界中我们要找到一个人的住址我们需要的地址和门牌号，地址和门牌号具有一定的格式，这种格式类比到网络世界中就是一种协议，我们称之为网络层协议。
- 我们在网络世界中通常用IP加端口来定位一个程序的位置，这种方式就是一种网络层协议，我们称之为IP协议。
- IP协议
- 数据链路层
- 作用：为通讯在实体间创建逻辑链路
- 数据链路层又分为两个部分或者称为两个子层，一个是地图上显示的路线我们称之为：逻辑链路控制子层。
- 另一个是现实世界的路线，我们称之为：媒体访问控制子层，这层的缩写大家肯定熟悉--MAC，也就是人们常说的MAC地址。
- 物理层
- 作用：是定义物理设备如何传输数据（光缆丶网线）
- 应用层
- 过程
- 五层网络模型在数据运输的过程中，先是从A处的应用层到运输层到网络层到数据链路层到物理层，将数据运送到B处，然后再从B处的物理层到数据链路层到网络层到运输层到运用层。
- 每层协议本质上就是在外面套一层特殊格式的数据。所以在将数据送到的时候，需要将这一层层的协议拆开，如何才能得到里面的数据。
TCP协议
- TCP三次握手
- 作用：三次握手主要目的是为了确认两台主机都具备收和发的能力
- 过程
- 第一次握手
- 主要传递两个信息，一个是请求建立连接（SYN=1），二是发出一个序列号（seq=n）。
- 作用：第一次握手让B主机知道A可以发出信息
- 第二次握手
- 这次回复三个信息，以是同意建立连接（SYN=1），二是确认收到了刚才的信息（ack=刚才的seq+1），三是发出自己的序列号（seq=x）。
- 作用：第二次握手让A知道了B能收到也能发出。
- 第三次握手
- 这次回复三个信息，一是表示现在开始发送（SYN=0），二是成功收到了刚才的信息（ack=刚才的seq+1），三是发出自己的序号（最开始发出序号+1）。
- 作用：第二次握手让B知道了A能收到也能发出。
- 第一次握手
- TCP四次握手
- 核心在于四个时间点，分别是：发完了，知道发完了，收完了，知道收完了。
- 过程
- 第一次挥手
- A告诉B数据发送完了
- 第二次挥手
- B知道A发完了
- 第三次挥手
- B告诉A接收完了
- 第四次挥手
- A知道B接收完了
- 第一次挥手
- 为什么握手只需要三次而挥手需要四次？
- 就是因为A告诉B发完了的时候，B还有可能没有接收完信息，所以只能先回复一部分，告诉A已经知道发完了的消息了。当消息完全接收完毕之后，才会告诉A已经接收完了。
- TCP和UDP区别
- 连接方面
- TCP面向连接的（如打电话要先拨号建立连接）
- UPD是无法连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
- 安全方面
- TCP提供可靠的服务，提供TCP连接传送的数据，无差别，不丢失，不重复，且按序到达。
- UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。
- 传输效率的区别
- TCP传输效率相对较低
- UDP传输效率较高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信和广播通信。
- 连接对象数量的区别
- TCP连接只能是点到点丶一对一的。
- UDP支持一对一丶一对多丶多对一和多对多的交互通信。
- 连接方面
- TCP和IP协议区别
- TCP：又叫传输控制协议，是一种面向连接的丶端对端的丶可靠的丶基于IP和传输层协议。主要特点是3次握手建立连接，4次挥手断开连接。
- IP：又叫因特网协议，IP协议位于网络层，IP协议规定了数据传输时的基本单元（数据包）和格式，IP协议还定义了数据包的递交方法和路由选择。
- 整个网络中的传输流程是：IP层接收由更底层（网络接口例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据发送到更高层-TCP层，相反，IP层也把从TCP接收来的数据包传送到更低层。
- TCP和IP的关系是：IP提供基本的数据传送，而高层的TCP对这些数据包 做进一步的加工，如提供端口号等等。
HTTP
-
定义
- HTTP全称是HyperText Transfer Protocal，即超文本传输协议，是因特网上应用最为广泛的一种网络传输协议，所有的WWW文件都必须遵守这个标准。
- HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传输数据
-
HTTP工作原理
- HTTP协议工作于客户端-服务端架构上。浏览器作为HTTP客户端通过URL向WEB服务器发送所有的请求。
-
特点
- 支持客户端/服务器模式
- 简单快速
- 客户端向服务端请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求常用的有GET丶HEAD丶POST。每种方法规定了客户端和服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务的程序规模小，因而通信速度很快。
- 灵活
- HTTP允许传输任意类型的数据类型。
- 正在传输的类型由Content-Type (Content-Type是HTTP包用来表示内容类型的标识)加以标记。
- HTTP是无连接。
- 无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。
- 服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。
- 采用这种方式可以节省传输时间。
- HTTP是无状态的
- HTTP协议是无状态协议。无状态协议是指对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。
- 另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
-
组成
- 请求行
- 首部
- 实体
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HTTP状态码
- 定义：
- 用来描述返回的结果，记住状态码，我们可以知道的处理了请求还是处理了错误，状态码响应类别一共有五种。比如200，数字中的第一位指响应类别，后两位为分类。
- 五种类型分别是
1XX（信息性状态码） 接受的请求正在处理，不常见 2XX（成功状态码） 请求正常处理完毕 3XX（重定向状态码） 需要进行附加操作已完成请求 4XX（客户端错误码） 服务器无法请求类别 5XX（服务端错误状态码） 服务器处理请求出错 - 常用状态码
- 2XX 成功
200 客户端请求在服务端正常处理 204 请求成功但是没有资源返回 206 表示了客户端进行了范围请求，而服务器成功执行了这部分的GET请求，首部字段中有content-rage意思是客户端进行了范围请求 - 3XX 重定向
301 永久性重定向 302 临时性重定向 303 请求的资源存在另一个URI，应使用GET方法定向获取请求资源 304 当浏览器多次访问同一个资源的时候，如果第一次请求的结果还在缓存，还没有过期，那么在此访问这个资源的时候，为了减少网络传输的消耗，如果这个资源还没有被修改过，则可以让浏览器继续使用之前缓存的内容，这样就不用将资源再发送一遍了，所以减少了很多网络开销。 307 临时重定向 - 4XX 客户端错误码
400 请求报文存在语法错误 401 发送的请求需要通过HTTP认证的认证信息，如果之前请求过一次，则表示用户认证失败。 403 不允许访问该资源 404 服务器上没有该资源 - 5XX 服务器错误
500 服务器端在执行请求时发生错误 503 服务器暂时处于超负荷或正在停机维护，无法处理请求。
- 2XX 成功
- 定义：
-
HTTP请求方式
get 从服务器取出资源 post 在服务器新建一个资源 put 在服务器更新资源 delete 从服务器删除资源 - GET和POST真正区别
- 在本质上，GET请求和POST请求都能拉取数据。
- 我们常说的HTTP协议实际上是基于RFC规范的，实际上GET和POST请求的语法是完全相同的，但是在RFC规范中，给GET请求和POST请求规定了语法，规定GET用来获取信息，POST用来发送信息。
- 如果什么前提都没有，也就是不用任何规范的话，我们只考虑语法来说，这两个方式是没有任何区别的，只是名字不一样。
- 如果是基于RFC规范的，那么问题就又来了。是基于RFC理论 的，还是基于具体的实现的。
- 如果是基于RFC理论的，我们称这个为Specification。那么GET和POST是具有相同的语法，但是不具备相同的语义，GET方式用作获取信息，POST方式用作发送信息。
- 如果是基于RFC的具体实现的，我们称之为implementation。其实要区分是具体的哪一种实现，我们通常默认指的是浏览器实现的RFC。当然不止浏览器，我们任何人都可以设计一种HTTP协议的接口，使用RFC规范，当然这些是我们不用考虑的，因为并不通用。
- GET的数据在URL中对所有人都是可见的。POST的数据不会显示在URL中。
- GET对数据长度有限制，当发送数据时，GET方法向URL添加数据；URL的长度是受限制的（URL是最大长度是2048个字符）。POST无限制。
- GET可收藏为书签，POST不可收藏为书签。
- GET后退按钮/刷新无影响，POST数据会被重新提交（浏览器应该告知用户数据会被重新提交）
- GET编码类型aplication/x-www-form-url，POST编码类型encodeapplication/x-www-form-urlencoded或multipart/form-data。为二进制数据使用多重编码。
- GET历史参数会保留在浏览器历史中。POST参数不会保存在浏览器历史中。
- GET只允许SCII字符。POST没有限制。也允许二进制数据。
- 与POST相比，GET的安全性比较差，因为所发送的数据是URL的一部分。在发送密码或其他敏感信息的时候绝不要要善于GET！POST比GET更安全，因为参数不会被保存在浏览器历史或web服务器日志中。
- GET请求只会有一次TCP连接，而POST请求会有两次TCP连接。
- 对于GET方式的请求，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200（返回数据）。
- 而对于POST，浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok（返回数据）。
- 在网络环境好的情况下，发一次包的时候和发两次包的时候差别基本可以无视。而在网络差的环境的情况下，两次包的TCP在验证数据包的完整性上，有非常大的优点。
- 并不是所有的浏览器在POST中发送两次包，Firefox只发送一次。
- GET和POST真正区别
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HTTP缓存机制
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浏览器加载一个页面的简单流程：
- 浏览器先根据这个资源的HTTP头信息来判断是否命中强缓存。如果命中则直接加载缓存中资源，则不会将请求发送到服务器。
- 如果未命中强缓存，则浏览器会将资源加载请求发送到服务器。服务器来判断浏览器本地缓存是否失效。若可以使用，则服务器并不会返回资源信息，浏览器继续从缓存中加载资源。
- 如果未命中协商缓存，则服务器会将完整的资源返回给浏览器，浏览器加载新资源，并更新缓存。
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强缓存
- 命中强缓存时，浏览器并不会将请求发送给服务器。在Chrome的开发者工具中看到的HTTP的返回码是200，但是在Size列会显示为（from cache）。
- 强缓存是利用HTTP的返回头中的Expires或者Cache-Control两个字段来控制的，用来表示资源的缓存时间。
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协商缓存
- 若未命中强缓存，则浏览器会将请求发送至服务器。服务器根据HTTP头信息中的Last-Modify/If-Modify-Since或If-None-Match来判断是否命中协商缓存。如果命中，则HTTP返回码为304，浏览器从缓存中加载资源。
-
cache-control
- max-age
- 作用：缓存的资源，超过一定时间就不要了，就要重新请求。
- max-age后面通常跟着一串数字，表示缓存的秒数。
- max-stale
- 作用：过期一点的时间无所谓。
- max-stale后面也跟着秒数，表示过期多长时间的东西也可以继续使用。
- max-stale多数的时候会跟着max-age一起使用
- no-cache
- 作用：不会直接使用缓存，而是每次使用资源之前，都要先向服务器询问一下这个资源还能不能用，如果能用就继续用，如果不能用就重新请求。
- no-store
- 作用：每次都要向服务器请求资源。
- public
- 作用：表示任何地方都可以缓存资源。
- private
- 作用：只允许客户端进行缓存，代理服务器不能缓存这个资源。
- must-revalidation
- max-age和must-revalidation都是本地过期之后去服务端重新请求资源。
- 但是区别在于，如果使用max-age，那么如果资源没过期，新开的窗口也会使用这个资源。如果是must-revalidation，每次新打开窗口，都会向服务器去请求资源。
- no-transform
- 作用：通常当传输图片或资源时，有时代理服务器为了有更好的性能，会对图片或者资源进行压缩，或者格式的转换。但是如果在响应头中带有这个字段，就表示不允许在传输的中途对资源做任何修改。
- max-age
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总结：浏览器第一次请求，无缓存，向WEB服务器请求，请求响应，协商缓存，呈现。
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浏览器再次请求时
浏览器请求 | 有缓存 | 是否过期？是--> Etag? --> 是 --> 向Web服务器请求带If-None-Match -->| | | | | 否 | 否 | | | last-Modified --> 是 --> 向Web服务器请求带If-Modified-Since -->| | | 服务器决策 从缓存读取 否 | | | 200 or 304 | 向Web服务器请求 | | | | | | 请求响应，缓存协商 <---- 200 <-- 200 | | 从缓存读取 | | --> 呈现 <-- |
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HTTP和HTTPS区别
- HTTPS还是通过了HTTP来传输信息，但是信息通过TLS协议进行了加密。
- 在TLS中使用两种加密技术。
- 对称加密
- 对称加密就是两边都拥有相同的秘钥，两边都知道如何将密文加密。
- 这种加密方式固定很好，但是问题就在于如何让双方知道秘钥。因为传输数据都是走的网络，如果将秘钥通过网络的方式进行传递的话，一旦秘钥被截获就没有加密的意义的。
- 非对称加密
- 有公钥私钥之分，公钥所有人都知道，可以将数据加密，但是将数据解密必须使用私钥解密，私钥只有分发公钥的一方才知道。
- 这种加密方式就可以完美解决对称加密存在的问题。加速两端需要使用对称加密，那么在这之前，可以先使用非对称加密交换秘钥。
- 简单流程：首先服务端将公钥公布出去，那么客户端也就知道公钥了。接下来客户端创建一个秘钥，如果通过公钥加密并发送给服务端，服务端收到密文以后通过私钥解密出正确的秘钥，这个时候两端都知道秘钥是什么了。
- TLS握手流程
- 客户端发送一个随机值以及需要的协议和加密方式。
- 服务端收到客户端的随机值，自己也产生一个随机值，并根据客户端需要的协议和加密方式来使用对应的方式，并且发送自己的证书（如果需要验证客户端需要说明）。
- 客户端收到服务端的证书并验证是否有效，验证通过会再生成一个随机值，通过服务端证书的公钥去加密这个随机值并发送给服务端，如果服务端需要验证客户端证书的话会附带证书。
- 服务端收到加密的随机值并使用私钥解密获得第三个随机值，这时候两端都拥有了三个随机值，可以通过这三个随机值按照之前约定的加密方式生成秘钥，接下来的通信就可以通过该密钥来加密解密。
- 对称加密
（DNS协议）域名解析过程
- 定义：从我们输入域名开始直到我们获得要访问的ip地址的过程
- 过程
- 当我们输入一个URL的时候，浏览器会先从本地的缓存中看，有没有这个域名对应。
- 当要访问的URL没有命中本地的浏览器缓存时，就要查看计算机本地的HOST指向，有没有相关的记录。计算机本地的HOST是一个文件，记录着域名和IP的映射关系。
- 当浏览器缓存和计算机HOST都没有命中的时候，就要求助于本地的DNS解析服务器了。本地的DNS解析服务器我们称之为LDNS。这些服务器距离我们比较近，可能在每个城市都会有。
- 每个城市的DNS也不可能记住全世界所有的网址，所有的LDNS也有可能找不到相应的域名对应的IP。
- 当本地的DNS解析找不到的时候，就会求助更权威的机构。也就是gTLD Server。gTLD Server全称是Generic top-level domain Server，通用顶级域Server。
- 我们常见的域名后缀有.com的，有.net的，有.org的等等很多。每个顶级域名都有一个记录者所有注册过相应域名的记录。比如.com域名的服务器就会记录着全部注册过的.com的域名。
- 每个域名后缀的顶级域名也不可能只有一台，毕竟一台机器无法承受这么大的访问量，可能有好多台。
- 但是LDNS只会访问其中的一台，当被访问的状态gTLD Server收到了这个域名之后，会告诉LDNS你应该去询问哪台机器，然后LDNS再去相应的机器去询问这个域名对应的IP。
- 当LDNS从gTLD获取到了域名对应的IP之后就会把这个信息返回到发出请求的计算机，然后LDNS会在本地进行缓存，相应的浏览器也会对这个域名和IP进行缓存，以保证下次再有访问这个域名的时可以很快的响应。
