1 前言

建立对计算机网络的整体认知，对计算机网络中的各种概念(网络分层、网络协议、网络应用等)有初步的理解。

进而可以在后续的实际工作中能高效解决网络问题。

• 通过一个示例建立对计算机网络的整体认识
• 建立对网络协议分层的认知
• 分析HTTP 1、2、3 的关系
• 介绍 CDN 运行的基本原理
• 了解网络安全的最基本原则

2 蟹堡王帝国

• 本地网络
• 多个本地网络
• 本地网络之间的网络
• 信息转发
• 城域网
• 广域网

3 计算机网络基础

网络组成部分

• 主机:客户端和服务端
• 路由器
• 网络协议

网络结构

• 本地网络
• 本地网络节点的网络
• 本地网络的网络

区域网络、城域网和广域网

信息交换方式

• 电路交换
• 分组交换

网络分层

• 物理层
• 链路层
• 网络层
• 运输层
• 应用层

协议

标头和载荷

4 Web中的网络

HTTP

HTTP连接模型

HTTP 1

• 短连接和长连接
• HTTP管线
• HTTP队头堵塞

HTTP 2

• 帧
• 头部压缩
• Server Push

HTTP 3

• QUIC
• TCP队头堵塞
• ORTT连接

CDN

• CDN服务器分布
• CDN服务器选择
• DNS劫持
• CDN服务器内容管理策略

WebSocket

• HTTP协议升级

5 网络安全

网络安全三要素

机密性

攻击者无法获知通信内容

如何实现机密性

• 已知:网络是明文的
• 如果双方可以通过明文通信商量出秘密信息，那么攻击者也可以
• 所以想要通过明文通信交换秘密信息，通信双方需要先有秘密信息
• 加密需要加密算法和密钥等信息(统称为秘密信息)

网络是明文的,不安全

完整性

攻击者对内容进行篡改时能被发现

如何实现完整性

• 有明文m,，密码散列函数 H，以及一个密钥 s
• 计算H(m + s)获得哈希值 h
• 将 m 和 h 组合成新信息 m + h
• 接收方拆分 m + h，重新计算H(m + s)得h',对比h'和h
• 所以想要实现完整性，通信双方需要先有秘密信息

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

如何实现身份验证

签名

用于鉴别身份和防止伪造

• 数字签名:对明文内容的哈希值使用私钥加密，验证者使用公钥验证
• 数字签名(指纹)=私钥加密（密码散列函数（原文))
• 消息=原文+数字签名
• 一般用于对公开内容（如包含公钥的证书)进行数字签名，防止篡改

PKI

保证了普通用户不需要“面对面”和根证书机构交换根证书。

证书链

非对称加密和对称加密

• 对称加密:加密、解密用同样的密钥
• 非对称加密:加密、解密使用不同的密钥（公钥和私钥)，而且公钥加密只能用私钥解密、私钥加密只能用公钥解密

密码散列函数

• 输入:任意长度的内容
• 输出:固定长度的哈希值
• 性质:找到两个不同的输入使之经过密码散列函数后有相同的哈希值,在计算上是不可能的