测试知识----计算机网络

wubba_lubba
84 阅读21分钟

协议

image.png

TCP/IP:

数据链路层：ARP,RARP

网络层： IP,ICMP,IGMP

传输层：TCP ,UDP,UGP

应用层：Telnet,FTP,SMTP,SNMP.

OSI:

物理层：

  • EIA/TIA-232, EIA/TIA-499, V.35, V.24, RJ45, Ethernet, 802.3, 802.5, FDDI, NRZI, NRZ, B8ZS

  • 物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。在这一层，数据的单位称为比特（bit）。

数据链路层：

  • Frame Relay, HDLC, PPP, IEEE 802.3/802.2, FDDI, ATM, IEEE 802.5/802.2

  • 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）。

网络层：

  • IP，IPX，AppleTalk DDP

  • 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。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）。

传输层：

  • TCP，UDP，SPX

  • 传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。

会话层：

  • RPC,SQL,NFS,NetBIOS,names,​AppleTalk,ASP,DECnet,SCP

  • 会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

表示层:

  • TIFF,GIF,JPEG,PICT,ASCII,​EBCDIC,encryption,MPEG,MIDI,​HTML

  • 表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机

应用层：

  • FTP,WWW,Telnet,NFS,SMTP,​Gateway,SNMP

  • 应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。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。

TCP/IP

  • TCP/IP协议实际上是一个协议族，主要由网络层的IP协议 和 传输层的TCP协议组成 。
  • IP 或 ICMP、TCP 或 UDP、TELNET 或 FTP、以及 HTTP 等都属于 TCP/IP 协议，他们与 TCP 或 IP 的关系紧密。因此，也称 TCP/IP 为网际协议群。
  • TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

TCP/UDP

传输层协议

(1)tcp是面向连接的，udp是面向无连接的

tcp在通信之前必须通过三次握手机制与对方建立连接，而udp通信不必与对方建立连接，不管对方的状态就直接把数据发送给对方

(2)tcp连接过程耗时，udp不耗时

(3)tcp连接过程中出现的延时增加了被攻击的可能，安全性不高，而udp不需要连接，安全性较高

(4)tcp是可靠的，保证数据传输的正确性，不易丢包，udp是不可靠的，易丢包

(5)tcp传输速率较慢，实时性差，udp传输速率较快

tcp建立连接需要耗时，并且tcp首部信息太多，每次传输的有用信息较少，实时性差

(6)tcp是流模式，udp是数据包模式

tcp可靠的四大手段：

顺序编号：tcp在传输文件的时候，会将文件拆分为多个tcp数据包，每个装满的数据包大小大约在1k左右，tcp协议为保证可靠传输，会将这些数据包顺序编号

确认机制：当数据包成功的被发送方发送给接收方，接收方会根据tcp协议反馈给发送方一个成功接收的ACK信号，信号中包含了当前包的序号

超时重传：当发送方发送数据包给接收方时，会为每一个数据包设置一个定时器，当在设定的时间内，发送方仍没有收到接收方的ACK信号，会再次发送该数据包，直到收到接收方的ACK信号或者连接已断开

校验信息：tcp首部校验信息较多，udp首部校验信息较少 tcp只要不超过缓冲区的大小就可以连续发送数据到缓冲区上，接收端只要缓冲区上有数据就可以读取，可以一次读取多个数据包，而udp一次只能读取一个数据包，数据包之间独立

tcp/udp的使用场合

(1)对数据可靠性的要求。tcp适用于可靠性高的场合，udp适用于可靠性低的场合

(2)应用的实时性。tcp有延时较大，udp演示较小

(3)网络的可靠性。网络不好的情况下使用tcp，网络条件好的情况下，使用udp

ARP/RARP

网络层协议

ARP

地址解析协议，是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时，将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。

ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。相关协议有RARP、Proxy-ARP。NDP用于在IPv6中代替地址解析协议。

RARP协议

反向地址转换协议（RARP）允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。网络管理员在局域网的网关路由器里创建一个表以映射物理地址（MAC）和与其对应的 IP 地址。当设置一台新的机器时，其 RARP 客户机程序需要向路由器上的 RARP 服务器请求相应的 IP 地址。假设在路由表中已经设置了一个记录，RARP 服务器将会返回 IP 地址给机器，此机器就会存储起来以便日后使用。 RARP 可以使用于以太网、光纤分布式数据接口及令牌环 LAN等。

RARP协议的产生原因

ARP（地址解析协议）是设备通过自己知道的IP地址来获得自己不知道的物理地址的协议。假如一个设备不知道它自己的IP地址，但是知道自己的物理地址，网络上的无盘工作站就是这种情况，设备知道的只是网络接口卡上的物理地址。这种情况下应该怎么办呢？RARP（逆地址解析协议）正是针对这种情况的一种协议。

RARP以与ARP相反的方式工作。RARP发出要反向解析的物理地址并希望返回其对应的IP地址，应答包括由能够提供所需信息的RARP服务器发出的IP地址。虽然发送方发出的是广播信息，RARP规定只有RARP服务器能产生应答。许多网络指定多个RARP服务器，这样做既是为了平衡负载也是为了作为出现问题时的备份。

HTTP

应用层协议，主要解决如何包装数据

请求行、请求头、请求正文 状态行、消息报头、响应正文

请求方式

get 查询 put 修改 post 新增 delete 删除

GET与POST区别

（1）GET请求资源数据，POST向服务器传递需要处理的数据

（2）GET传递数据大小不超过2kb，POST没有限制

（3）GET请求的参数会在Url上暴露显示，POST请求参数在Requestbody里，所以相对GET来说，POST安全性较高

（4）GET 请求的静态资源会被浏览器缓存，POST不会被缓存

（5）GET传递的数据类型是文本，POST是文本或者二进制

（6）GET请求被回退时是无害的，POST请求被回退是会被重新再执行一次

（7）postman中GET通过地址栏以？传参，多个参数用&分隔，POST是通过表单传参

使用场景

（1）在传递一些机密信息时必须要使用POST

（2）只是查询获取数据时可以用GET

（3）POST请求速率会比GET慢，因为GET请求产生一个TCP数据包;POST请求产生两个TCP数据包

image.png

HTTP与HTTPS

HTTP协议传输的数据都是未加密的，HTTPS协议是由HTTP+SSL协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比HTTP协议安全。

HTTPS和HTTP的区别

  • HTTPS协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。
  • HTTP是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS则是具有安全性的SSL加密传输协议。
  • HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
  • HTTP的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由HTTP+SSL协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比HTTP协议安全。

进程线程

  • 地址空间和其它资源（如打开文件）：进程之间相互独立，同一进程的各线程之间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。
  • 通信：进程间通信 IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。
  • 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
  • 在多线程操作系统中，进程不是一个可执行的实体。

通信区别

进程间通信一般通过操作系统的公共区进行。 同一进程中的线程因属同一地址空间，可直接通信。同一进程的线程共享全局变量和内存，使得线程之间共享数据很容易也很方便，但会带来某些共享数据的互斥问题。

线程间通信：由于多线程共享地址空间和数据空间，所以多个线程间的通信是一个线程的数据可以直接提供给其他线程使用，而不必通过操作系统（也就是内核的调度）。

进程间的通信则不同，它的数据空间的独立性决定了它的通信相对比较复杂，需要通过操作系统。以前进程间的通信只能是单机版的，现在操作系统都继承了基于套接字（socket）的进程间的通信机制。这样进程间的通信就不局限于单台计算机了，实现了网络通信。

进程间的通信方式

  • 管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
  • 有名管道 (namedpipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
  • 信号量(semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
  • 消息队列( messagequeue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
  • 信号 (sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
  • 共享内存(shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
  • 套接字(socket ) ： 套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。

线程间的通信方式

  • 锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁
    互斥锁提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。
    读写锁允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。
    条件变量可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。
  • 信号量机制(Semaphore)：包括无名线程信号量和命名线程信号量
  • 信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理
  • 线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。

TCP的三次握手、四次挥手

TCP的三次握手

image.png

  • 首先发起连接的一端称为客户端，被动等待连接的一端称为服务器端。
  • 客户端向服务器端发送一个同步报文，该TCP报文的首部控制位SYN=1，序列号随机，这里定为x。客户端发出报文后进入SYN-SENT状态；
  • 服务器接收到报文进入到SYN-RECIVED状态，并返回一个确认报文给客户端，该TCP报文的首部控制位SYN=1,ACK=1,序列号为y(随机)，确认号为x+1
  • 客户端接收到服务器端传来的确认报文后进入到established状态，并传送一个确认报文的确认给服务器，该报文的首部字段控制位ACK=1，序列号为x+1，确认号为y+1，此时可以携带数据部分。服务器端接收到该报文后进入到established状态

TCP的四次挥手

image.png

  • 客户端发送FIN报文给服务器端，并进入到FIN-WAIT1阶段，该FIN报文包括首部字段控制位FIN=1，序列号seq=u，告诉服务器我已完成我的数据传输工作，你这边如果还有数据可以继续传送；
  • 服务器收到该FIN报文之后进入close-wait阶段，并返回一个确认报文给客户端，该确认报文包括首部控制位ACK=1，seq=v，ack=u+1。客户端收到该确认报文后进入fin-wait2状态，关闭从客户端到服务器端的数据传送。服务器端仍可向客户端传送数据；
  • 服务器端完成对客户端的数据传送工作之后，服务器端向客户端发送FIN报文，该报文结构包括FIN=1,ACK=1,序列号为w，确认号为u+1，并进入Last-ACK状态；
  • 客户端接收到该FIN报文后，返回确认报文，该确认报文包括首部控制位ACK=1，序列号为u+1，确认号为w+1，并进入time-wait阶段，等待2MSL后确认服务器端收到ACK报文正常断开连接后，客户端关闭。服务器端收到该确认报文，进入closed状态。

等待2MSL的原因

确认服务器端是否正常收到了客户端最后发出的确认报文，如果服务器端没有收到的话，过1MSL（报文在网络中的最大存活时间）会重新再发送一次FIN报文给客户端，如果过了2MSL还没有收到新发的FIN报文的话，证明服务器端已经收到确认报文并正常关闭连接，客户端也可以关闭连接啦~

三次握手的原因

确保双方间的连接正常建立，如果只有两次握手的话可能会出现一些异常情况，比如：

  • 客户端的SYN连接请求失效(或者发去时间太久,导致了超时重传的发生)，但是服务器端接收到了该SYN报文，如果不经过第三次握手的话服务器端就会错误地开启一个连接；
  • 如果只有两次握手地话，服务器端返回给客户端的确认报文丢失，会导致客户端因为没有收到确认所以关闭了该连接，但服务器端此时已做好了连接准备，造成资源的浪费。

四次挥手的原因

因为建立连接时双方都处于closed状态，而释放连接时一方收到FIN报文但有可能还有数据要继续传输，不能马上释放连接，所以先返回一个确认报文，发送完数据后再断开连接。

cookie和session

Session是在服务端保存的一个数据结构，用来跟踪用户的状态，这个数据可以保存在集群、数据库、文件中；

Cookie是客户端保存用户信息的一种机制，用来记录用户的一些信息，也是实现Session的一种方式。

一、共同之处：

cookie和session都是用来跟踪浏览器用户身份的会话方式。

二、工作原理：

1.Cookie的工作原理

（1）浏览器端第一次发送请求到服务器端

（2）服务器端创建Cookie，然后将该Cookie发送到浏览器端

（3）浏览器端再次访问服务器端时会携带服务器端创建的Cookie

（4）服务器端通过Cookie中携带的数据区分不同的用户

image.png

2.Session的工作原理

（1）浏览器端第一次发送请求到服务器端，服务器端创建一个Session，同时会创建一个特殊的Cookie（name为JSESSIONID的固定值，value为session对象的ID），然后将该Cookie发送至浏览器端

（2）浏览器端发送第N（N>1）次请求到服务器端,浏览器端访问服务器端时就会携带该name为JSESSIONID的Cookie对象

（3）服务器端根据name为JSESSIONID的Cookie的value(sessionId),去查询Session对象，从而区分不同用户。

name为JSESSIONID的Cookie不存在（关闭或更换浏览器），返回1中重新去创建Session与特殊的Cookie

name为JSESSIONID的Cookie存在，根据value中的SessionId去寻找session对象

value为SessionId不存在**（Session对象默认存活30分钟）**，返回1中重新去创建Session与特殊的Cookie

value为SessionId存在，返回session对象

image.png

三、区别：

cookie数据保存在客户端，session数据保存在服务端。

session

简单的说，当你登陆一个网站的时候，如果web服务器端使用的是session，那么所有的数据都保存在服务器上，客户端每次请求服务器的时候会发送当前会话sessionid，服务器根据当前sessionid判断相应的用户数据标志，以确定用户是否登陆或具有某种权限。由于数据是存储在服务器上面，所以你不能伪造。

cookie

sessionid是服务器和客户端连接时候随机分配的，如果浏览器使用的是cookie，那么所有数据都保存在浏览器端，比如你登陆以后，服务器设置了cookie用户名，那么当你再次请求服务器的时候，浏览器会将用户名一块发送给服务器，这些变量有一定的特殊标记。服务器会解释为cookie变量，所以只要不关闭浏览器，那么cookie变量一直是有效的，所以能够保证长时间不掉线。

如果你能够截获某个用户的cookie变量，然后伪造一个数据包发送过去，那么服务器还是 认为你是合法的。所以，使用cookie被攻击的可能性比较大。

如果cookie设置了有效值，那么cookie会保存到客户端的硬盘上，下次在访问网站的时候，浏览器先检查有没有cookie，如果有的话，读取cookie，然后发送给服务器。

两个都可以用来存私密的东西，session过期与否，取决于服务器的设定。cookie过期与否，可以在cookie生成的时候设置进去。

四、区别对比：

(1)cookie数据存放在客户的浏览器上，session数据放在服务器上

(2)cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗,如果主要考虑到安全应当使用session

(3)session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能，如果主要考虑到减轻服务器性能方面，应当使用COOKIE

(4)单个cookie在客户端的限制是3K，就是说一个站点在客户端存放的COOKIE不能3K。

(5)所以：将登陆信息等重要信息存放为SESSION;其他信息如果需要保留，可以放在COOKIE中

从一个url，到页面响应，整体的请求思路

① DNS 解析：当用户输入一个网址并按下回车键的时候，浏览器获得一个域名，而在实际通信过程中，我们需要的是一个 IP 地址，因此我们需要先把域名转换成相应 IP 地址。【需要DNS地址解析协议】

② TCP 连接：浏览器通过 DNS 获取到 Web 服务器真正的 IP 地址后，便向 Web 服务器发起 TCP 连接请求，通过 TCP 三次握手建立好连接。

③建立TCP协议时，需要发送数据，发送数据在网络层使用IP协议， 通过IP协议将IP地址封装为IP数据报； 然后此时会用到ARP协议，主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址，找到目的MAC地址；

IP数据包在路由器之间，路由选择使用OPSF（ Open Shortest Path First ）协议， 采用Dijkstra算法来计算最短路径树，它用代价cost作为路由度量。

④ 发送 HTTP 请求：建立连接之后，浏览器向 Web 服务器发起一个 HTTP 请求；（HTTP 协议是建立在 TCP 协议之上的应用层协议，其本质是在建立起的TCP连接中，按照HTTP协议标准发送一个索要网页的请求。在这一过程中，会涉及到负载均衡等操作。）

⑤ 处理请求并返回：服务器获取到客户端的 HTTP 请求后，会根据 HTTP 请求中的内容来决定如何获取相应的文件，并将文件发送给浏览器。

⑥浏览器渲染：浏览器根据响应开始显示页面，首先解析 HTML 文件构建 DOM 树，然后解析 CSS 文件构建渲染树，等到渲染树构建完成后，浏览器开始布局渲染树并将其绘制到屏幕上。

⑦ 断开连接：客户端和服务器通过四次挥手终止 TCP 连接。

1）网络断开

2）DNS解析出错（无法解析）

3）网页被劫持

4）后台页面加载不出来

5）供应商网络出口出现问题

6）服务器负载过大

avatar
文章
阅读
粉丝