如何学习

第一步：学习计算机网络基础；构筑任何基础体系之前，需要学习这个专题的整体知识点（最好是一本完整的书），这里主要基于《计算机网络(第五版)》知识点梳理，不得不说这本书作者谢希仁画的PPT还是挺棒的。网络基础分三部分内容，主要包含如下：

• 网络基础之一 - 计算机网络基础部分梳理

• • 网络基础的第一篇，主要来源于大学的课程《计算机网络(第五版)》知识点梳理，内容整理自这里(opens new window), 但是作了调整和优化; 不得不说这本书作者谢希仁画的PPT还是挺棒的。

• 网络基础之二 - 网络7层协议，4层，5层

• • 网络基础的第二篇，我觉的一定要有全局框架观，构建全局观时建议分三步：第一步，理解全局的网络层次；第二步，理解每一层次中的常见的网络设备及功能；第三步，理解每一层中的常见协议。在此基础上，将其它知识点放置在相应的层次（很多网络上的零散知识点是没法帮你构筑完整的知识体系的，推荐你完整的看一本关于网络的书籍来构筑基础）

• 网络基础之三 - IP 协议相关详解

• • 网络基础第三篇，主要阐述： IP协议（在网络层）及其配套协议（在数据链路层的ARP协议，在网络层的ICMP，IGMP协议，IPV6详解，网络地址转换 NAT等。

第二步：学习传输层协议TCP/UDP；TCP/UDP是后面应用层协议的基础。

• 网络协议 - TCP 协议详解

• • TCP是一个巨复杂的协议，关于TCP这个协议的细节，我还是推荐你去看W.Richard Stevens的《TCP/IP 详解 卷1：协议》(opens new window)。全网上讲TCP/IP的文章众多，多数是皮毛；本文梳理自 左耳朵耗子的文章《TCP 的那些事儿》(opens new window)，来帮助大家理解TCP/IP, 其中引用的图片在这里(opens new window)

• 网络协议 - UDP 协议详解

• • 基于TCP和UDP的协议非常广泛，所以也有必要对UDP协议进行详解

第三步：学习应用层协议；HTTP 基于TCP协议实现，web开发必学；DNS 基于UDP协议实现。

• 网络协议 - HTTP 协议详解

• • HTTP 协议详解，web开发必备

• 网络协议 - DNS 相关详解

• • DNS的核心工作就是将域名翻译成计算机IP地址, 它是基于UDP协议实现的，本文将具体阐述DNS相关的概念，解析，调度原理（负载均衡和区域调度）等DNS相关的所有知识点

第四步：知识点贯穿理解；

• 知识点串联：输入URL 到页面加载过程详解

• • 第一，将前面涉及网络协议特别是TCP协议和HTTP协议，DNS解析等等知识点贯穿；
  • 第二，在此基础上介绍浏览器渲染过程，以及为Web优化提供基础。

第五步：相关工具等；

• 工具: netstat查看服务及监听端口详解

• • 在Linux使用过程中，需要了解当前系统开放了哪些端口，并且要查看开放这些端口的具体进程和用户，可以通过netstat命令进行简单查询。

• 工具: 网络抓包神器 tcpdump 使用详解

• • tcpdump 是一款强大的网络抓包工具，它使用 libpcap 库来抓取网络数据包，这个库在几乎在所有的 Linux/Unix 中都有。熟悉 tcpdump 的使用能够帮助你分析调试网络数据，本文将通过一个个具体的示例来介绍它在不同场景下的使用方法。。

• 工具: Wireshark介绍及抓包分析

• • Wireshark（前称Ethereal）是一个网络封包分析软件.网络管理员使用Wireshark来检测网络问题，网络安全工程师使用Wireshark来检查资讯安全相关问题，开发者使用Wireshark来为新的通讯协定除错，普通使用者使用Wireshark来学习网络协定的相关知识。

分组交换的特点：

在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

每一个数据段前面添加上首部构成分组。

计算机网络的性能

1.速率

速率即数据率(data rate)或**比特率(bit rate)**是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等

速率往往是指额定速率或标称速率。

2.带宽

“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)

在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。

3.吞吐量

吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

4. 时延(delay 或 latency)

传输时延（发送时延 ） 发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。

也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

传播时延 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

处理时延 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

排队时延 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

每种时延产生的地方

2 物理层

2.4 信道复用技术

2.4.1 频分复用 FDM (Frequency Division Multiplexing)

2.4.2 时分复用TDM (Time Division Multiplexing)

网络基础(2) - 7层协议，4层，5层

第一步：理解全局网络层次

首先要全局上理解 7层协议，4层，5层的对应关系。

OSI 7层

国际标准化组织ISO于1984年提出了OSI（Open System Interconnection Reference Model,开放系统互联参考模型）。OSI很快成为计算机网络通信的基础模型。

OSI依层次结构来划分：应用层（Application）、表示层（Presentation）、会话层（Session）、传输层（Transport）、网络层（Network）、数据链路层（Data Link）、物理层（Physical）。

OSI七层参考模型的各个层次的划分遵循下列原则：

• 同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。
• 同一节点内相邻层之间通过接口(可以是逻辑接口)进行通信。
• 七层结构中的每一层使用下一层提供的服务，并且向其上层提供服务。
• 不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

第一层：物理层(PhysicalLayer)

规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲，机械 特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等;电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率 距离限制等;功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义，即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能;规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组 操作规程，是指在物理连接的建立、维护、交换信息是，DTE和DCE双放在各电路上的动作系列。在这一层，数据的单位称为比特(bit)。属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

第二层：数据链路层(DataLinkLayer)

在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧(frame)。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

第三层：网络层(Network)

在 计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。如 果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分，此外还有一些路由协议和地 址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在这第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包(packet)。网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。

第四层: 传输层（Transport）

第4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段 (segments)而UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的 数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。第4层为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所为透明的传输是指在通信过程中 传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。

第五层: 会话层（Session）

这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，而是统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。

第六层: 表示层（Presentation）

这一层主要解决拥护信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。

第七层: 应用层（Application）

应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

TCP/IP体系结构

4层是指TCP/IP四层模型，主要包括：应用层、运输层、网际层和网络接口层。

五层体系结构

五层体系结构包括：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。

五层协议只是OSI和TCP/IP的综合，实际应用还是TCP/IP的四层结构。为了方便可以把下两层称为网络接口层。

网络层次与数据传递

数据在各层之间的传递过程

结合层次所在的协议理解

图引用自《图解HTTP》。下图就是这四层协议在数据传输过程中的工作方式，在发送端是应用层-->链路层这个方向的封包过程，每经过一层都会增加该层的头部。而接收端则是从链路层-->应用层解包的过程，每经过一层则会去掉相应的首部。

OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯，因此其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输 。完成中继功能的节点通常称为中继系统。一个设备工作在哪一层，关键看它工作时利用哪一层的数据头部信息。网桥工作时，是以MAC头部来决定转发端口的，因此显然它是数据链路层的设备。具体说:

• 物理层：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器
• 数据链路层：网桥，交换机
• 网络层：路由器
• 网关工作在第四层传输层及其以上 集线器是物理层设备,采用广播的形式来传输信息。

交换机就是用来进行报文交换的机器。多为链路层设备(二层交换机)，能够进行地址学习，采用存储转发的形式来交换报文。

路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。

第二步：理解各层中的设备

OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯，因此其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输 。完成中继功能的节点通常称为中继系统。一个设备工作在哪一层，关键看它工作时利用哪一层的数据头部信息。网桥工作时，是以MAC头部来决定转发端口的，因此显然它是数据链路层的设备。具体说:

• 物理层：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器
• 数据链路层：网桥，交换机
• 网络层：路由器
• 网关工作在第四层传输层及其以上 集线器是物理层设备,采用广播的形式来传输信息。

交换机就是用来进行报文交换的机器。多为链路层设备(二层交换机)，能够进行地址学习，采用存储转发的形式来交换报文。

路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。

交换机的工作原理

交换机拥有一条很高带宽的内部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在则广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。 使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。 交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以"学习"MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

集线器的功能

集线器的英文称为“Hub”。集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它 工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用 CSMA/CD（即带冲突检测的载波监听多路访问技术)介质访问控制机制。集线器每个接口简单的收发比特，收到1就转发1，收到0就转发0，不进行碰撞检 测。集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据 时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。HUB是一个多端口的转发器，当以HUB为中心设备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工作。所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。 大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中。

路由器相关基础

路由器从功能上可以划分为：路由选择和分组转发。

路由器的分组转发

分组转发结构由三个部分组成：交换结构、一组输入端口和一组输出端口。

路由器分组转发流程

• 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D，得到目的网络地址 N。
• 若 N 就是与此路由器直接相连的某个网络地址，则进行直接交付；
• 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则把数据报传送给表中所指明的下一跳路由器；
• 若路由表中有到达网络 N 的路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；
• 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；
• 报告转发分组出错。

著作权归pdai.tech所有。 链接：www.pdai.tech/md/develop/…

集线器与交换机的区别

首先说HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。

• 工作位置不同 ：集线器工作在物理层，而交换机工作在数据链路层。
• 工作方式不同 ： 集线器是一种广播方式，当集线器的某个端口工作时其他端口都能收听到信息。交换机工作时端口互不影响。
• 带宽不同 ：集线器是所有端口共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传输数据；而交换机每个端口独占一条带宽。
• 性能不同 ：交换机以MAC地址进行寻址，有一定额外的寻址开销；集线器以广播方式传输数据，流量小时性能下降不明显，适用于共享总线的局域网。

路由器与交换机的区别

总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面：

• 工作层次不同。最初的的交换机是工作在数据链路层，而路由器一开始就设计工作在网络层。由于交换机工作在数据链路层，所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在网络层，可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。
• 数据转发所依据的对象不同。交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用IP地址来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
• 传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域。由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。
• 交换机负责同一个网段的通信，而路由器负责不同网段的通信。路由器提供了防火墙的服务。路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。

第三步：理解各层中常见协议

总体上理解常见协议，后续章节将对TCP/IP及常见重要协议进行详解。

网络基础(3) - IP相关协议详解

因为网络层是整个互联网的核心，因此应当让网络层尽可能简单。网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交互的数据报服务。

使用 IP 协议，可以把异构的物理网络连接起来，使得在网络层看起来好像是一个统一的网络。

与 IP 协议配套使用的还有三个协议：

• 地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol）
• 网际控制报文协议 ICMP（Internet Control Message Protocol）
• 网际组管理协议 IGMP（Internet Group Management Protocol）

IP 数据报格式

• 版本 : 有 4（IPv4）和 6（IPv6）两个值；
• 首部长度 : 占 4 位，因此最大值为 15。值为 1 表示的是 1 个 32 位字的长度，也就是 4 字节。因为固定部分长度为 20 字节，因此该值最小为 5。如果可选字段的长度不是 4 字节的整数倍，就用尾部的填充部分来填充。
• 区分服务 : 用来获得更好的服务，一般情况下不使用。
• 总长度 : 包括首部长度和数据部分长度。
• 生存时间 ：TTL，它的存在是为了防止无法交付的数据报在互联网中不断兜圈子。以路由器跳数为单位，当 TTL 为 0 时就丢弃数据报。
• 协议 ：指出携带的数据应该上交给哪个协议进行处理，例如 ICMP、TCP、UDP 等。
• 首部检验和 ：因为数据报每经过一个路由器，都要重新计算检验和，因此检验和不包含数据部分可以减少计算的工作量。
• 标识 : 在数据报长度过长从而发生分片的情况下，相同数据报的不同分片具有相同的标识符。
• 片偏移 : 和标识符一起，用于发生分片的情况。片偏移的单位为 8 字节。

IP 地址编址方式

IP 地址的编址方式经历了三个历史阶段：

• 分类
• 子网划分
• 无分类

1. 分类

由两部分组成，网络号和主机号，其中不同分类具有不同的网络号长度，并且是固定的。

IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 主机号 >}

2. 子网划分

通过在主机号字段中拿一部分作为子网号，把两级 IP 地址划分为三级 IP 地址。

IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 子网号 >, < 主机号 >}

要使用子网，必须配置子网掩码。一个 B 类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0，如果 B 类地址的子网占两个比特，那么子网掩码为 11111111 11111111 11000000 00000000，也就是 255.255.192.0。

注意，外部网络看不到子网的存在。

3. 无分类

无分类编址 CIDR 消除了传统 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，使用网络前缀和主机号来对 IP 地址进行编码，网络前缀的长度可以根据需要变化。

IP 地址 ::= {< 网络前缀号 >, < 主机号 >}

CIDR 的记法上采用在 IP 地址后面加上网络前缀长度的方法，例如 128.14.35.7/20 表示前 20 位为网络前缀。

CIDR 的地址掩码可以继续称为子网掩码，子网掩码首 1 长度为网络前缀的长度。

一个 CIDR 地址块中有很多地址，一个 CIDR 表示的网络就可以表示原来的很多个网络，并且在路由表中只需要一个路由就可以代替原来的多个路由，减少了路由表项的数量。把这种通过使用网络前缀来减少路由表项的方式称为路由聚合，也称为 构成超网 。

在路由表中的项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成，在查找时可能会得到不止一个匹配结果，应当采用最长前缀匹配来确定应该匹配哪一个。

IPV6 详解

这部分内容主要整理自：掘金：IPv6, 作者：ZhongFuCheng3y(opens new window)

我国在2014-2015年也逐步停止了向新用户和应用分配 IPv4 地址。 解决 IP 地址耗尽的根本措施就是采用具有更大地址空间的新版本的 IP，即 IPv6。 所引进的主要变化如下：

• 更大的地址空间。IPv6 将地址从 IPv4 的 32 位 增大到了 128 位。
• 扩展的地址层次结构。
• 灵活的首部格式。 IPv6 定义了许多可选的扩展首部。
• 改进的选项。 IPv6 允许数据报包含有选项的控制信息，其选项放在有效载荷中。
• 允许协议继续扩充。
• 支持即插即用（即自动配置）。因此 IPv6 不需要使用 DHCP。
• 支持资源的预分配。 IPv6 支持实时视像等要求，保证一定的带宽和时延的应用。
• IPv6 首部改为 8 字节对齐。首部长度必须是 8 字节的整数倍。原来的 IPv4 首部是 4 字节对齐。

v6数据包格式

v4向v6过渡

向 IPv6 过渡只能采用逐步演进的办法，同时，还必须使新安装的 IPv6 系统能够向后兼容：IPv6 系统必须能够接收和转发 IPv4 分组，并且能够为 IPv4 分组选择路由。

两种向 IPv6 过渡的策略：

• 使用双协议栈
• 使用隧道技术

双协议栈主机在和 IPv6 主机通信时是采用 IPv6 地址，而和 IPv4 主机通信时就采用 IPv4 地址。 根据 DNS 返回的地址类型可以确定使用 IPv4 地址还是 IPv6 地址。

在 IPv6 数据报要进入IPv4网络时，把 IPv6 数据报封装成为 IPv4 数据报，整个的 IPv6 数据报变成了 IPv4 数据报的数据部分。 当 IPv4 数据报离开 IPv4 网络中的隧道时，再把数据部分（即原来的 IPv6 数据报）交给主机的 IPv6 协议栈。

IP与Mac之间关系

有了 IP 地址，为什么还要用 MAC 地址？这里转一篇知乎上的回答：知乎(opens new window)

• 整体与局部

信息传递时候，需要知道的其实是两个地址：终点地址（Final destination address）下一跳的地址（Next hop address）IP地址本质上是终点地址，它在跳过路由器（hop）的时候不会改变，而MAC地址则是下一跳的地址，每跳过一次路由器都会改变。这就是为什么还要用MAC地址的原因之一，它起到了记录下一跳的信息的作用。注：一般来说IP地址经过路由器是不变的，不过NAT（Network address translation）例外，这也是有些人反对NAT而支持IPV6的原因之一。

• 分层实现

如果在IP包头（header）中增加了”下一跳IP地址“这个字段，在逻辑上来说，如果IP地址够用，交换机也支持根据IP地址转发（现在的二层交换机不支持这样做），其实MAC地址并不是必要的。但用MAC地址和IP地址两个地址，用于分别表示物理地址和逻辑地址是有好处的。这样分层可以使网络层与链路层的协议更灵活地替换，网络层不一定非要用『IP』协议，链路层也不一定非用『以太网』协议。这就像OSI七层模型，TCP/IP五层模型其实也不是必要的，用双层模型甚至单层模型实现网络也不是不可以的，只是那样做很蛋疼罢了。

• 早期的『以太网』实现

早期的以太网只有集线器（hub），没有交换机（switch），所以发出去的包能被以太网内的所有机器监听到，因此要附带上MAC地址，每个机器只需要接受与自己MAC地址相匹配的包。

网络地址转换NAT

问题：在专用网上使用专用地址的主机如何与互联网上的主机通信（并不需要加密）？

采用网络地址转换 NAT。这是目前使用得最多的方法。

装有 NAT 软件的路由器叫作 NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址，所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在 NAT 路由器上将其本地地址转换成全球 IP 地址。

通过 NAT 路由器的通信必须由专用网内的主机发起。专用网内部的主机不能充当服务器用，因为互联网上的客户无法请求专用网内的服务器提供服务。

转换过程

• 内部主机 A 用本地地址 IPA 和互联网上主机 B 通信所发送的数据报必须经过 NAT 路由器。
• NAT 路由器将数据报的源地址 IPA 转换成全球地址 IPG，并把转换结果记录到NAT地址转换表中，目的地址 IPB 保持不变，然后发送到互联网。
• NAT 路由器收到主机 B 发回的数据报时，知道数据报中的源地址是 IPB 而目的地址是 IPG。
• 根据 NAT 转换表，NAT 路由器将目的地址** IPG 转换为 IPA，转发给最终的内部主机 A**。

可以看出，在内部主机与外部主机通信时，在NAT路由器上发生了两次地址转换：

• 离开专用网时：替换源地址，将内部地址替换为全球地址；
• 进入专用网时：替换目的地址，将全球地址替换为内部地址；

网络协议 - TCP 协议详解

本文有深度，请耐心看，重点关注：TCP滑动窗口，TCP握手，TCP重传机制等。

网络协议 - UDP 协议详解

基于TCP和UDP的协议非常广泛，所以也有必要对UDP协议进行详解。

网络协议 - HTTP 协议详解

HTTP 协议详解，web开发必备。

www.pdai.tech/md/develop/…

一 、基础概念

URL

URI 包含 URL 和 URN，目前 WEB 只有 URL 比较流行，所以见到的基本都是 URL。

• URI(Uniform Resource Identifier，统一资源标识符)
• URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)
• URN(Uniform Resource Name，统一资源名称)

请求和响应报文

1. 请求报文

2. 响应报文

二、HTTP 方法

客户端发送的 请求报文 第一行为请求行，包含了方法字段。

GET

获取资源

当前网络请求中，绝大部分使用的是 GET 方法。

HEAD

获取报文首部

和 GET 方法一样，但是不返回报文实体主体部分。

主要用于确认 URL 的有效性以及资源更新的日期时间等。

POST

传输实体主体

POST 主要用来传输数据，而 GET 主要用来获取资源。

更多 POST 与 GET 的比较请见第八章。

PUT

上传文件

由于自身不带验证机制，任何人都可以上传文件，因此存在安全性问题，一般不使用该方法。

PATCH

对资源进行部分修改

PUT 也可以用于修改资源，但是只能完全替代原始资源，PATCH 允许部分修改。

DELETE

删除文件

与 PUT 功能相反，并且同样不带验证机制。

OPTIONS

查询支持的方法

查询指定的 URL 能够支持的方法。

会返回 Allow: GET, POST, HEAD, OPTIONS 这样的内容。

CONNECT

要求在与代理服务器通信时建立隧道

使用 SSL(Secure Sockets Layer，安全套接层)和 TLS(Transport Layer Security，传输层安全)协议把通信内容加密后经网络隧道传输。

TRACE

追踪路径

服务器会将通信路径返回给客户端。

发送请求时，在 Max-Forwards 首部字段中填入数值，每经过一个服务器就会减 1，当数值为 0 时就停止传输。

通常不会使用 TRACE，并且它容易受到 XST 攻击(Cross-Site Tracing，跨站追踪)。

三、HTTP 状态码

服务器返回的 响应报文 中第一行为状态行，包含了状态码以及原因短语，用来告知客户端请求的结果。

状态码	类别	原因短语
1XX	Informational(信息性状态码)	接收的请求正在处理
2XX	Success(成功状态码)	请求正常处理完毕
3XX	Redirection(重定向状态码)	需要进行附加操作以完成请求
4XX	Client Error(客户端错误状态码)	服务器无法处理请求
5XX	Server Error(服务器错误状态码)	服务器处理请求出错

1XX 信息

• 100 Continue : 表明到目前为止都很正常，客户端可以继续发送请求或者忽略这个响应。

2XX 成功

• 200 OK
• 204 No Content : 请求已经成功处理，但是返回的响应报文不包含实体的主体部分。一般在只需要从客户端往服务器发送信息，而不需要返回数据时使用。
• 206 Partial Content : 表示客户端进行了范围请求，响应报文包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。

3XX 重定向

• 301 Moved Permanently : 永久性重定向
• 302 Found : 临时性重定向
• 303 See Other : 和 302 有着相同的功能，但是 303 明确要求客户端应该采用 GET 方法获取资源。
• 注: 虽然 HTTP 协议规定 301、302 状态下重定向时不允许把 POST 方法改成 GET 方法，但是大多数浏览器都会在 301、302 和 303 状态下的重定向把 POST 方法改成 GET 方法。
• 304 Not Modified : 如果请求报文首部包含一些条件，例如: If-Match，If-Modified-Since，If-None-Match，If-Range，If-Unmodified-Since，如果不满足条件，则服务器会返回 304 状态码。
• 307 Temporary Redirect : 临时重定向，与 302 的含义类似，但是 307 要求浏览器不会把重定向请求的 POST 方法改成 GET 方法。

4XX 客户端错误

• 400 Bad Request : 请求报文中存在语法错误。
• 401 Unauthorized : 该状态码表示发送的请求需要有认证信息(BASIC 认证、DIGEST 认证)。如果之前已进行过一次请求，则表示用户认证失败。
• 403 Forbidden : 请求被拒绝。
• 404 Not Found

5XX 服务器错误

• 500 Internal Server Error : 服务器正在执行请求时发生错误。
• 503 Service Unavailable : 服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求。

著作权归pdai.tech所有。 链接：www.pdai.tech/md/develop/…

四、HTTP 首部

有 4 种类型的首部字段: 通用首部字段、请求首部字段、响应首部字段和实体首部字段。

各种首部字段及其含义如下(不需要全记，仅供查阅):

通用首部字段

首部字段名	说明
Cache-Control	控制缓存的行为
Connection	控制不再转发给代理的首部字段、管理持久连接
Date	创建报文的日期时间
Pragma	报文指令
Trailer	报文末端的首部一览
Transfer-Encoding	指定报文主体的传输编码方式
Upgrade	升级为其他协议
Via	代理服务器的相关信息
Warning	错误通知

请求首部字段

首部字段名	说明
Accept	用户代理可处理的媒体类型
Accept-Charset	优先的字符集
Accept-Encoding	优先的内容编码
Accept-Language	优先的语言(自然语言)
Authorization	Web 认证信息
Expect	期待服务器的特定行为
From	用户的电子邮箱地址
Host	请求资源所在服务器
If-Match	比较实体标记(ETag)
If-Modified-Since	比较资源的更新时间
If-None-Match	比较实体标记(与 If-Match 相反)
If-Range	资源未更新时发送实体 Byte 的范围请求
If-Unmodified-Since	比较资源的更新时间(与 If-Modified-Since 相反)
Max-Forwards	最大传输逐跳数
Proxy-Authorization	代理服务器要求客户端的认证信息
Range	实体的字节范围请求
Referer	对请求中 URI 的原始获取方
TE	传输编码的优先级
User-Agent	HTTP 客户端程序的信息

响应首部字段

首部字段名	说明
Accept-Ranges	是否接受字节范围请求
Age	推算资源创建经过时间
ETag	资源的匹配信息
Location	令客户端重定向至指定 URI
Proxy-Authenticate	代理服务器对客户端的认证信息
Retry-After	对再次发起请求的时机要求
Server	HTTP 服务器的安装信息
Vary	代理服务器缓存的管理信息
WWW-Authenticate	服务器对客户端的认证信息

实体首部字段

首部字段名	说明
Allow	资源可支持的 HTTP 方法
Content-Encoding	实体主体适用的编码方式
Content-Language	实体主体的自然语言
Content-Length	实体主体的大小
Content-Location	替代对应资源的 URI
Content-MD5	实体主体的报文摘要
Content-Range	实体主体的位置范围
Content-Type	实体主体的媒体类型
Expires	实体主体过期的日期时间
Last-Modified	资源的最后修改日期时间

五、具体应用

Cookie

HTTP 协议是无状态的，主要是为了让 HTTP 协议尽可能简单，使得它能够处理大量事务。HTTP/1.1 引入 Cookie 来保存状态信息。

Cookie 是服务器发送到用户浏览器并保存在本地的一小块数据，它会在浏览器之后向同一服务器再次发起请求时被携带上，用于告知服务端两个请求是否来自同一浏览器。由于之后每次请求都会需要携带 Cookie 数据，因此会带来额外的性能开销(尤其是在移动环境下)。

Cookie 曾一度用于客户端数据的存储，因为当时并没有其它合适的存储办法而作为唯一的存储手段，但现在随着现代浏览器开始支持各种各样的存储方式，Cookie 渐渐被淘汰。新的浏览器 API 已经允许开发者直接将数据存储到本地，如使用 Web storage API (本地存储和会话存储)或 IndexedDB。

1. 用途

• 会话状态管理(如用户登录状态、购物车、游戏分数或其它需要记录的信息)
• 个性化设置(如用户自定义设置、主题等)
• 浏览器行为跟踪(如跟踪分析用户行为等)

7. Session

除了可以将用户信息通过 Cookie 存储在用户浏览器中，也可以利用 Session 存储在服务器端，存储在服务器端的信息更加安全。

Session 可以存储在服务器上的文件、数据库或者内存中。也可以将 Session 存储在 Redis 这种内存型数据库中，效率会更高。

使用 Session 维护用户登录状态的过程如下:

• 用户进行登录时，用户提交包含用户名和密码的表单，放入 HTTP 请求报文中；
• 服务器验证该用户名和密码；
• 如果正确则把用户信息存储到 Redis 中，它在 Redis 中的 Key 称为 Session ID；
• 服务器返回的响应报文的 Set-Cookie 首部字段包含了这个 Session ID，客户端收到响应报文之后将该 Cookie 值存入浏览器中；
• 客户端之后对同一个服务器进行请求时会包含该 Cookie 值，服务器收到之后提取出 Session ID，从 Redis 中取出用户信息，继续之前的业务操作。

应该注意 Session ID 的安全性问题，不能让它被恶意攻击者轻易获取，那么就不能产生一个容易被猜到的 Session ID 值。此外，还需要经常重新生成 Session ID。在对安全性要求极高的场景下，例如转账等操作，除了使用 Session 管理用户状态之外，还需要对用户进行重新验证，比如重新输入密码，或者使用短信验证码等方式。

8. 浏览器禁用 Cookie

此时无法使用 Cookie 来保存用户信息，只能使用 Session。除此之外，不能再将 Session ID 存放到 Cookie 中，而是使用 URL 重写技术，将 Session ID 作为 URL 的参数进行传递。

9. Cookie 与 Session 选择

• Cookie 只能存储 ASCII 码字符串，而 Session 则可以存取任何类型的数据，因此在考虑数据复杂性时首选 Session；
• Cookie 存储在浏览器中，容易被恶意查看。如果非要将一些隐私数据存在 Cookie 中，可以将 Cookie 值进行加密，然后在服务器进行解密；
• 对于大型网站，如果用户所有的信息都存储在 Session 中，那么开销是非常大的，因此不建议将所有的用户信息都存储到 Session 中。

缓存

1. 优点

• 缓解服务器压力；
• 降低客户端获取资源的延迟: 缓存通常位于内存中，读取缓存的速度更快。并且缓存在地理位置上也有可能比源服务器来得近，例如浏览器缓存。

2. 实现方法

• 让代理服务器进行缓存；
• 让客户端浏览器进行缓存。

连接管理

1. 短连接与长连接

当浏览器访问一个包含多张图片的 HTML 页面时，除了请求访问 HTML 页面资源，还会请求图片资源。如果每进行一次 HTTP 通信就要新建一个 TCP 连接，那么开销会很大。

长连接只需要建立一次 TCP 连接就能进行多次 HTTP 通信。

• 从 HTTP/1.1 开始默认是长连接的，如果要断开连接，需要由客户端或者服务器端提出断开，使用 Connection : close；
• 在 HTTP/1.1 之前默认是短连接的，如果需要使用长连接，则使用 Connection : Keep-Alive。

2. 流水线

默认情况下，HTTP 请求是按顺序发出的，下一个请求只有在当前请求收到响应之后才会被发出。由于会受到网络延迟和带宽的限制，在下一个请求被发送到服务器之前，可能需要等待很长时间。

流水线是在同一条长连接上发出连续的请求，而不用等待响应返回，这样可以避免连接延迟。

网络协议 - DNS 相关详解

DNS的核心工作就是将域名翻译成计算机IP地址, 它是基于UDP协议实现的，本文将具体阐述DNS相关的概念，解析，调度原理（负载均衡和区域调度）等DNS相关的所有知识点。

知识点串联：输入URL 到页面加载过程详解

地址栏输入URL

URL : Uniform / Universal Resource Locator ， 即统一资源定位符。它实际上就是网站网址。浏览器就是靠URL来查找资源位置。

可以把URL分割成几个部分：协议、网络地址、资源路径。

• 传送协议： URL包含协议部分，是浏览器和www万维网之间的沟通方式，它会告诉浏览器正确在网路上找到资源位置。最常见的网络传输协议的是HTTP协议（超文本传输协议）（ https则是进行加密的网络传输）；其他也还有ftp 、file、 https、mailto 、git 等。还有自定义的协议（私有协议），例如tencent。不同协议有不同的通讯内容格式。
• 网络地址： 指示该连接网络上哪一台计算机，可以是域名或者IP地址，可以包括端口号；
• 资源路径： 指示从服务器上获取哪一项资源。

例如： www.quaro.com/question/12…

• 协议部分：http
• 网络地址：www.quaro.com
• 资源路径：/question/123456/

DNS 域名解析IP

这里主要贯穿下思路，DNS涉及相关其它知识点可以参考：网络协议 - DNS 解析详解

基础概念

IP 地址：IP 协议为互联网上的每一个网络和每一台主机分配的一个逻辑地址。IP 地址如同门牌号码，通过 IP 地址才能确定一台主机位置。服务器本质也是一台主机，想要访问某个服务器，必须先知道它的 IP 地址。

域名 DN（domain name ） ：域名是为了识别主机名称和组织机构名称的一种具有分层的名称。 IP 地址由四个数字组成，中间用点号连接，在使用过程中难记忆且易输错，所以用我们熟悉的字母和数字组合来代替纯数字的 IP 地址，比如我们只会记住 www.baidu.com （百度域名） 而不是 220.181.112.244（百度的其中一个 IP 地址）。

计算机域名系统 DNS （ Domain Name System or Domain Name Service） ： 它是由域名解析器和域名服务器组成的。 域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。 每个域名都对应一个或多个提供相同服务的服务器的 IP 地址，只有知道服务器 IP 地址才能建立连接，所以需要通过 DNS 把域名解析成一个 IP 地址。

找域名对应的IP地址

通过域名查找IP过程：浏览器缓存 -> 系统缓存 -> 本地DNS服务器缓存

• 浏览器搜索自己的DNS缓存（维护一张域名与IP地址对应表）
• 搜索操作系统中的DNS缓存（维护一张域名与IP地址对应表）
• 搜索操作系统的hosts文件（windows环境下，维护一张域名与IP地址对应表）
• 操作系统将域名发送到本地区域服务器（LNDS），进行查找，成功则返回结果（递归查询），失败则发起一个迭代DNS请求（迭代查询）// 迭代查询和递归查询请参考下一节
• 本地域名服务器LDNS将得到的IP地址返回给操作系统，同时也将IP地址缓存起来
• 操作系统将IP地址返回给浏览器，同时将IP地址缓存起来

DNS迭代查询和递归查询

这里独立一节只是补充强调说明这两个重要的概念... 实际上是结合在一起的。

看下图即可：

• 递归查询：客户端与服务器之间属于递归查询，即当客户机想DNS服务器发出请求后，若DNS服务器本身不能解析，会向另一个DNS服务器发出查询请求，最后将结果转交给客户端的过程。 服务器必须回答目标IP与域名的映射关系。
• 迭代查询：DNS服务器之间属于迭代查询。服务器接收到一次迭代查询回复一次结果，这个结果不一定死目标IP与域名的映射关系，也可以是其他DNS服务器的地址。

请求和响应数据

包括：

• TCP连接建立
• 发送http 请求
• 服务端处理
• 返回http 结果
• TCP连接关闭。

建立TCP连接（3次握手）

上一步找到IP之后，便可以开始建立TCP连接了，这里就是我们所说的TCP3次握手。详情可以参考：网络协议 - TCP 协议详解

发送HTTP请求

与服务器建立了连接后，就可以向服务器发起请求了。详情可以参考：网络协议 - HTTP 协议详解

请求报文结构如下：

服务器处理请求

服务器端收到请求后的由web服务器（准确说应该是http服务器）处理请求，诸如Apache、Ngnix、IIS等。web服务器解析用户请求，知道了需要调度哪些资源文件，再通过相应的这些资源文件处理用户请求和参数，并调用数据库信息，最后将结果通过web服务器返回给浏览器客户端。

详情可以参考：网络协议 - HTTP 协议详解

返回HTTP响应结果

服务器处理完请求后，就会发送响应结果。响应报文的结构如下：

响应结果中会有对应的HTTP状态码，可分为5类：

详情可以参考：网络协议 - HTTP 协议详解

关闭TCP连接（4次挥手）

为了避免服务器与客户端双方的资源占用和损耗，当双方没有请求或响应传递时，任意一方都可以发起关闭请求。与创建TCP连接的3次握手类似，关闭TCP连接，需要4次握手。

详情可以参考：网络协议 - TCP 协议详解

浏览器加载，解析和渲染

浏览器构成

浏览器内核也称渲染引擎，主要有3种：

• Trident内核： IE
• Webkit内核：Chrome,Safari
• Gecko内核：FireFox

浏览器加载

加载过程如下：

• 当浏览器获得一个html文件时，会”自上而下“加载，并在加载过程中进行解析渲染。
• 加载过程中遇到外部css文件，浏览器另外发出一个请求，来获取css文件。
• 遇到图片资源，浏览器也会另外发出一个请求，来获取图片资源。这是异步请求，并不会影响html文档进行加载。
• 但是当文档加载过程中遇到js文件，html文档会挂起渲染（加载解析渲染同步）的线程，不仅要等待文档中js文件加载完毕，还要等待解析执行完毕，才可以恢复html文档的渲染线程。

加载外联js和css的阻塞情况：一个不太严谨但方便记忆的口诀：JS 全阻塞，CSS 半阻塞

• JS 会阻塞后续 DOM 解析以及其它资源(如 CSS，JS 或图片资源)的加载。
• CSS不阻塞DOM的加载和解析（它只阻塞DOM的渲染呈现。这里谈加载），不会阻塞其它资源(如图片)的加载，但是会阻塞 后续JS 文件的执行（原因之一是，js执行代码可能会依赖到css样式。css只阻塞执行而不阻塞js的加载）。
• 鉴于上面的特性，当css后面存在js的时候，css会间接地阻塞js后面资源的加载（css阻塞js，js阻塞其他资源 ）。
• 现代浏览器会进行 prefetch 优化，浏览器在获得 html 文档之后会对页面上引用的资源进行提前下载

外联js文件使用defer属性和asyn可以达到异步非阻塞加载的效果，由于现代浏览器都存在 prefetch，所以 defer, async 可能并没有太多的用途，可以作为了解扩展知识，仅仅将脚本文件放到 body 底部(但还是在之前)就可以起到很不错的优化效果（遵循先解析再渲染再执行script这个顺序）。当把js放在最后的时候，其实浏览器将自动忽略标签，从而自动在最后的最后补上。

浏览器解析和渲染

步骤如下：

• 解析html，生成dom树
• 解析css，生成cssom树
• 将dom树和cssom树合并，生成渲染树
• 遍历渲染树，开始布局和计算
• 绘制渲染树，显示到屏幕

解析html，生成dom树

当浏览器接收到服务器响应来的HTML文档后，会自上而下扫描文档，开始解析，遍历文档节点，生成DOM树。

整个构建过程其实包括： 字节 -> 字符 -> 令牌 -> 节点对象 -> 对象模型，下面是示例代码和配图：

<html>
  <head>
    <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
    <link href="style.css" rel="stylesheet">
    <title>Critical Path</title>
  </head>
  <body>
    <p>Hello <span>web performance</span> students!</p>
    <div><img src="awesome-photo.jpg"></div>
  </body>
</html>

解析css，生成cssom树

• 每个css文件都被分析成一个stylesheet对象，每个对象都包含CSS规则。
• css规则对象包含对应于css语法的选择器和声明对象以及其他对象。

构建过程没有什么特别的差别，下面是示例代码和配图：

body { font-size: 16px }
p { font-weight: bold }
span { color: red }
p span { display: none }
img { float: right }

将dom树和cssom树合并，生成渲染树

• 浏览器会先从dom树的根节点开始遍历每个可见节点，找到其适配的CSS样式规则并应用。
• 将dom树与cssom树结合在一起，这就是渲染树。

• 每一个渲染对象都对应着dom节点，但是非视觉（隐藏，不占位）dom元素不会插入渲染树，如元素或声明display: none;的元素。
• 渲染对象与dom节点不是简单的一对一的关系，一个dom可以对应一个渲染对象，但一个dom元素也可能对应多个渲染对象，因为有很多元素不止包含一个css盒子。（如当文本被折行时，会产生多个行盒，这些行会生成多个渲染对象；又如行内元素同时包含块元素和行内元素，则会创建一个匿名块级盒包含内部行内元素，此时一个dom对应多个渲染对象）

遍历渲染树，开始布局和计算

布局阶段会从渲染树的根节点开始遍历，然后确定每个节点对象在页面上的确切大小与位置。 布局阶段的输出是一个盒子模型，它会精确地捕获每个元素在屏幕内的确切位置与大小，所有相对的测量值也都会被转换为屏幕内的绝对像素值。

绘制渲染树，显示到屏幕

在绘制阶段，浏览器会立即发出Paint Setup与Paint事件，开始将渲染树绘制成像素，绘制所需的时间跟CSS样式的复杂度成正比，绘制完成后，用户就可以看到页面的最终呈现效果了。

Repaint和Reflow

当用户在浏览网页时进行交互或通过 js 脚本改变页面结构时，以上的部分操作有可能重复运行，此过程称为 Repaint 或 Reflow。

Repaint

当元素改变的时候，将不会影响元素在页面当中的位置（比如 background-color, border-color, visibility），浏览器仅仅会应用新的样式重绘此元素，此过程称为 Repaint。

Reflow

当元素改变的时候，将会影响文档内容或结构，或元素位置，此过程称为 Reflow。（ HTML 使用的是 flow based layout ，也就是流式布局，所以，如果某元件的几何尺寸发生了变化，需要重新布局，也就叫 Reflow。）

Reflow 的成本比 Repaint 的成本高得多的多。我们应当尽量避免Reflow。

进而：如何优化浏览器渲染过程

¶ 针对html

• html文档结构层次尽量少，最好不深于6层
• 首屏html可以少量，主体结构动态插入
• 尽量减少将 DOM 节点属性值放在循环当中，会导致大量读写此属性值。
• 创建有效的 HTML 和 CSS ，不要忘记指定文档编码，比如。

¶ 针对css

• 使用媒体查询，减少初次cssom树的构建量
• 尽量用id和class，不要过渡层叠
• 样式结构层次尽量简单
• 尽可能的为产生动画的 HTML 元素使用 fixed 或 absolute 的 position ，那么修改他们的 CSS 是不会 Reflow 的。

¶ 针对js

• 使用defer和async，避免对文档的阻塞
• 可以的话，动态插入js，避免阻塞
• 不要通过 JS 逐条修改 DOM 的样式，提前定义好 CSS 的 Class 进行操作。

¶ 针对引入位置

• css放到head，让cssom树先行构建；js放到前，保证dom树先行构建，不被阻塞 避免js文件的插入跟在css文件之后，避免css解析对js执行的延迟，造成阻塞

¶ 针对资源载入

• 对页面资源进行压缩，对传输进行gzip压缩
• 利用link标签的rel属性进行预解析，运用http缓存

工具: netstat查看服务及监听端口详解

在Linux使用过程中，需要了解当前系统开放了哪些端口，并且要查看开放这些端口的具体进程和用户，可以通过netstat命令进行简单查询.

netstat的参数

netstat命令各个参数说明如下：

-a   或–all                             显示所有连线中的Socket。
-A                                       <网络类型>或–<网络类型> 列出该网络类型连线中的相关地址。
-c   或–continuous               持续列出网络状态。
-C 或–cache                       显示路由器配置的快取信息。
-e  或–extend                     显示网络其他相关信息。
-F  或 –fib                          显示FIB。
-g  或–groups                     显示多重广播功能群组组员名单。
-h  或–help                        在线帮助。
-i   或–interfaces                 显示网络界面信息表单。
-l  或–listening                    显示监控中的服务器的Socket。
-M   或–masquerade           显示伪装的网络连线。
-n  或–numeric                   直接使用IP地址，而不通过域名服务器。
-N   或–netlink或–symbolic  显示网络硬件外围设备的符号连接名称。
-o  或–timers                      显示计时器。
-p   或–programs                显示正在使用Socket的程序识别码和程序名称。
-r  或–route                        显示 Routing Table。
-s  或–statistice 显示网络工作信息统计表。
-t  或–tcp 显示TCP 传输协议的连线状况。
-u或–udp 显示UDP传输协议的连线状况。
-v或–verbose 显示指令执行过程。
-V 或–version 显示版本信息。
-w或–raw 显示RAW传输协议的连线状况。
-x或–unix 此参数的效果和指定”-A unix”参数相同。
–ip或–inet 此参数的效果和指定”-A inet”参数相同。

工具: 网络抓包神器 tcpdump 使用详解

tcpdump 是一款强大的网络抓包工具，它使用 libpcap 库来抓取网络数据包，这个库在几乎在所有的 Linux/Unix 中都有。熟悉 tcpdump 的使用能够帮助你分析调试网络数据，本文将通过一个个具体的示例来介绍它在不同场景下的使用方法。不管你是系统管理员，程序员，云原生工程师还是 yaml 工程师，掌握 tcpdump 的使用都能让你如虎添翼，升职加薪。

基本语法和使用方法

常用参数

tcpdump 的常用参数如下：

$ tcpdump -i eth0 -nn -s0 -v port 80

• -i : 选择要捕获的接口，通常是以太网卡或无线网卡，也可以是 vlan 或其他特殊接口。如果该系统上只有一个网络接口，则无需指定。
• -nn : 单个 n 表示不解析域名，直接显示 IP；两个 n 表示不解析域名和端口。这样不仅方便查看 IP 和端口号，而且在抓取大量数据时非常高效，因为域名解析会降低抓取速度。
• -s0 : tcpdump 默认只会截取前 96 字节的内容，要想截取所有的报文内容，可以使用 -s number， number 就是你要截取的报文字节数，如果是 0 的话，表示截取报文全部内容。
• -v : 使用 -v，-vv 和 -vvv 来显示更多的详细信息，通常会显示更多与特定协议相关的信息。
• port 80 : 这是一个常见的端口过滤器，表示仅抓取 80 端口上的流量，通常是 HTTP。

额外再介绍几个常用参数：

• -p : 不让网络接口进入混杂模式。默认情况下使用 tcpdump 抓包时，会让网络接口进入混杂模式。一般计算机网卡都工作在非混杂模式下，此时网卡只接受来自网络端口的目的地址指向自己的数据。当网卡工作在混杂模式下时，网卡将来自接口的所有数据都捕获并交给相应的驱动程序。如果设备接入的交换机开启了混杂模式，使用 -p 选项可以有效地过滤噪声。
• -e : 显示数据链路层信息。默认情况下 tcpdump 不会显示数据链路层信息，使用 -e 选项可以显示源和目的 MAC 地址，以及 VLAN tag 信息。例如：

$ tcpdump -n -e -c 5 not ip6
 
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on br-lan, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
18:27:53.619865 24:5e:be:0c:17:af > 00:e2:69:23:d3:3b, ethertype IPv4 (0x0800), length 1162: 192.168.100.20.51410 > 180.176.26.193.58695: Flags [.], seq 2045333376:2045334484, ack 3398690514, win 751, length 1108
18:27:53.626490 00:e2:69:23:d3:3b > 24:5e:be:0c:17:af, ethertype IPv4 (0x0800), length 68: 220.173.179.66.36017 > 192.168.100.20.51410: UDP, length 26
18:27:53.626893 24:5e:be:0c:17:af > 00:e2:69:23:d3:3b, ethertype IPv4 (0x0800), length 1444: 192.168.100.20.51410 > 220.173.179.66.36017: UDP, length 1402
18:27:53.628837 00:e2:69:23:d3:3b > 24:5e:be:0c:17:af, ethertype IPv4 (0x0800), length 1324: 46.97.169.182.6881 > 192.168.100.20.59145: Flags [P.], seq 3058450381:3058451651, ack 14349180, win 502, length 1270
18:27:53.629096 24:5e:be:0c:17:af > 00:e2:69:23:d3:3b, ethertype IPv4 (0x0800), length 54: 192.168.100.20.59145 > 192.168.100.1.12345: Flags [.], ack 3058451651, win 6350, length 0
5 packets captured

工具: Wireshark介绍及抓包分析

Wireshark（前称Ethereal）是一个网络封包分析软件.网络管理员使用Wireshark来检测网络问题，网络安全工程师使用Wireshark来检查资讯安全相关问题，开发者使用Wireshark来为新的通讯协定除错，普通使用者使用Wireshark来学习网络协定的相关知识。

Wireshark的背景

Wireshark（前称Ethereal）是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能是撷取网络封包，并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。Wireshark使用WinPCAP作为接口，直接与网卡进行数据报文交换。

在过去，网络封包分析软件是非常昂贵的，或是专门属于盈利用的软件。Ethereal的出现改变了这一切。在GNUGPL通用许可证的保障范围底下，使用者可以以免费的代价取得软件与其源代码，并拥有针对其源代码修改及客制化的权利。Ethereal是全世界最广泛的网络封包分析软件之一。

• 使用Wireshark目的

以下是一些使用Wireshark目的的例子：

网络管理员使用Wireshark来检测网络问题，网络安全工程师使用Wireshark来检查资讯安全相关问题，开发者使用Wireshark来为新的通讯协定除错，普通使用者使用Wireshark来学习网络协定的相关知识。当然，有的人也会“居心叵测”的用它来寻找一些敏感信息……

Wireshark不是入侵侦测系统（Intrusion Detection System,IDS）。对于网络上的异常流量行为，Wireshark不会产生警示或是任何提示。然而，仔细分析Wireshark撷取的封包能够帮助使用者对于网络行为有更清楚的了解。Wireshark不会对网络封包产生内容的修改，它只会反映出流通的封包资讯。 Wireshark本身也不会送出封包至网络上。

Wireshark的功能和使用

界面功能

WireShark 主要分为这几个界面

1. Display Filter(显示过滤器)， 用于过滤
2. Packet List Pane(封包列表)， 显示捕获到的封包， 有源地址和目标地址，端口号。 颜色不同，代表
3. Packet Details Pane(封包详细信息), 显示封包中的字段
4. Dissector Pane(16进制数据)
5. Miscellanous(地址栏，杂项)

工具: Fiddler 抓包工具

baijiahao.baidu.com/s?id=171124…

baijiahao.baidu.com/s?id=169800…

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