计算机网络概论

前言和课程介绍

课程目标和收益

建立对计算机网络的整体认知，对计算机网络的概念：

1. 网络分层
2. 网络协议
3. 网络应用

课程介绍

基本学会：

1. 通过一个实例建立对计算机网络的整体认知
2. 建立对网络协议分层的认知
3. 分析HTTP1.1、2、3
4. 介绍CDN运行的基本原理
5. 了解网络安全的最基本原则

通过蟹堡王帝国例子进行深入

蟹老板有一个小目标,然后有一个三步走战略：在比奇堡开通外卖，在北京和上海开分店，在全国开分店并开通外卖

比奇堡外卖、北京上海分店和全国分店和通信网络示意图如下所示：

网络基础

网络组成部分：

1. 主机：客户端和服务器
2. 路由器、交换机
3. 网络协议

网络结构：网络的网络

1. 本地网络：比奇堡和小区网络（区域网络）
2. 北京上海分店加上比奇堡：三个本地网络节点的网络（城域网）
3. 全国通信网络：本地的网络的网络（广域网）

协议：标头和载荷

1. 协议的存在依赖于连接
2. 协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和顺序，以及报文发送和接受一条报文或其它事件所采取的动作。

HTTP协议示例

HTTP协议分为了以下几类：

1. 链路层-本地帧头部
2. 链路层-IP协议头部
3. 运输层-TCP协议头部
4. 应用层-HTTP协议头部

TCP协议格式

信息交换方式：电路交换和分组交换

网络分层：分清职责、物理层、链路层、网络层、运输层和应用层

Web中的网络

HTTP连接模型：队头堵塞

HTTP1.1:无法多路复用

HTTP2:帧带来的额外好处：

1. 调整响应传输的优先级
2. 头部压缩
3. Server Push

HTTP2:队头堵塞，但是在TCP上

HTTP2：3RRT启动

HTTP3：QUIC

1. 现代网络设备对TCP和UDP支持已经僵化
2. UDP不靠谱但是QUIC靠谱
3. QUIC可以为除HTTP协议以外的应用层协议提供支持

CDN:DNS劫持

1. 域名解析一般由网站自己处理
2. 要加速的域名则重定向到CDN厂商的域名解析服务处理
3. CDN厂商根据来源确定最近的CDN服务器IP
4. 用户直接访问最近的CDN服务器

WebSocket

1. 有状态的持久连接
2. 服务端可以主动推送消息
3. 用WebSocket发送消息延迟比HTTP低

网络安全

三要素

1. 机密性：攻击者对内容进行攻击者无法获知通信内容
2. 完整性：攻击者对内容进行篡改时能被发现
3. 身份验证：攻击者无法伪装成通信双方的任意一方与另一方通信