青训营第一天 | 计算机网络

计算机网络整体认识

网络中数据交换的方式

电路交换
需建立连接，占用资源和带宽。

分组交换
不需要建立连接，可能出现分组乱序、重复与丢失现象。

TCP/IP协议4层模型

链路层 负责转换数字信号和物理二进制信号。
网络层 实现数据包的选路和转发，类比高速公路。
传输层 传输层为两台主机上的应用程序提供端到端（end to end）的通信。只关心起始端和目的端，不在乎数据包的转发过程，类比卡车。
应用层 处理应用程序的逻辑，类比快递公司。

HTTP协议

HTTP协议的报文结构

header + body 的结构，具体来说：

起始行 + 头部 + 空行 + 实体

起始行

请求报文和响应报文的起始行不同。
请求报文格式类似下面：

GET /home HTTP/1.1
方法 + 路径 + http版本

响应报文格式类似下面：

HTTP/1.1 200 OK
http版本 + 状态码 + 状态信息

头部

头部字段的格式

1. 字段名不区分大小写
1. 字段名不允许出现空格，不可以出现下划线_
1. 字段名后面必须紧接着:

空行

很重要，用来区分开头部和实体。

实体

就是具体的数据了，也就是body部分。请求报文对应请求体, 响应报文对应响应体。

HTTP1 HTTP2 HTTP3

HTTP1.1 的缺陷

高延迟 — 队头阻塞(Head-Of-Line Blocking)
无状态特性 — 阻碍交互
明文传输 — 不安全性
不支持服务端推送

HTTP2

HTTP/2 将http请求和响应数据分割为更小的帧(frame),帧首部的流标识可标识数据包来源于哪个请求。

拆分为帧的好处

实现多路复用
调整响应传输的优先级
头部压缩
Server Push

http2 在TCP上仍可能存在队头阻塞

HTTP 传输是基于请求-应答的模式进行的，报文必须是一发一收，但值得注意的是，里面的任务被放在一个任务队列中串行执行，一旦队首的请求处理太慢，就会阻塞后面请求的处理。

HTTP3

使用了基于 UDP 协议的“QUIC”协议，解决了“队头阻塞”问题。

实现了快速握手功能

由于QUIC是基于UDP的，所以QUIC可以实现使用0-RTT或者1-RTT来建立连接，这意味着QUIC可以用最快的速度来发送和接收数据，这样可以大大提升首次打开页面的速度。0RTT 建连可以说是 QUIC 相比 HTTP2 最大的性能优势。

集成了TLS加密功能

在完全握手情况下，需要 1-RTT 建立连接。 TLS恢复会话可以直接发送加密后的应用数据，不需要额外的 TLS 握手，也就是 0-RTT。

CDN: 解决http以外的问题

WebSocket

有状态的持久连接
服务端可以主动推送消息
消息延迟低于HTTP
由HTTP升级而来

网络安全

机密性
完整性
身份验证

加密方式

对称加密：加密解密的密钥相同
非对称加密：加密解密的密钥不同（公钥和私钥）

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