计算机网络概论

字节前端训练营笔记，文章可能存在不妥之处，欢迎各位大佬指导交流

01 前言 & 课程介绍

此处省略300字，明天再写(/_)

02 蟹堡王帝国

03 计算机网络基础

网络组成部分

• 主机：客户端 服务端
• 路由器
• 网络协议

网格结构： 网格的网格

• 比奇堡和小区的网络： 本地网络

• 北京和上海分店 + 比奇堡 ： 三个本地网络节点的网络

• 全国通信网络： 本地网络的网格

• 区域网格 城域网 广域网

网络分层

协议

协议的存在依赖于链接

协议定义了俩个或多个通信实体之间交换的报文格式和顺序。 以及报文发送和接收一条报文或其他事件所采取的动作

标头和载荷

HTTP协议示例

HTTP协议示例：链路层——本地帧头部

HTTP协议示例：链路层——IP协议头部

HTTP协议示例：运输层 TCP协议头部

HTTP协议示例：应用层 HTTP协议头部

TCP协议格式

小结

• 网络组成部分：由主机、路由器、交换机等组成
• 网络结构：网络的网络
• 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
• 网络协议：标头和载荷

04 WEB中的网络

HTTP协议

HTTP连接模型

队头堵塞(head of line blocking)

HTTP1. 1 ： 无法多路复用

HTTP2 : 帧

前三个字节：载荷长度

第四个字节 ： 类型

第五个字节：类型对应的flags

第六到第九字节：第一位： 保留位； 第2 - 32位 留ID

随后的8192字节 ： 载荷

HTTP2 ： 帧带来的额外好处 解决多路复用和队头堵塞的问题

调整响应传输的优先级 头部压缩 Server push HTTP2：队头堵塞，但是在TCP上 HTTP2：3 RTT启动 HTTP 3：QUIC Quick UDP Internet Connection 现存网络设备对TCP和UDP支持已经僵化 UDP不靠谱但是QUIC靠谱 QUIC可以为除HTTP协议以外的应用层协议提供支持 HTTP 3：QUIC -1 RTT QU1C第一次访问

HTTP客户端：我要和大哥说话！ QUIC客户端：嗨！服务端，你在吗？在的话能给我把钥匙吗？ QUC服务端：嗨！客户端，我在，这是你的钥匙！ HTTP客户端：今天这么快？我要index.html！ QUC服务端（偷偷地告诉客户端）：这还有把钥匙，下次找我可以不用问，直接用 HTTP：QUIC -0 RTT QUIC第二次访问

HTTP客户端：我要和大哥说话！ QUIC客户端：嗨！服务端，你在吗？后面的话我已经用上次你给我的钥匙加密过了，HTTP那小子肯定要index.html！ QUIC服务端：嗨！客户端，我在，我知道你要index.html，给你！ HTTP客户端：？ CDN：你无法突破物理极限的（内容交付网络） CDN ： 最多跳俩次

CDN：DNS劫持 域名解析一般由网站自己处理 要加速的域名则重定向到CDN厂商的域名解析服务处理 CDN厂商根据来源确定最近的CDN服务器的IP 用户直接访问最近的CDN服务器 WebSocket : 升级 HTTP 请求头

HTTP 响应头

WebSocket ：发送消息 WebSocket ：客户端消息 image (4)

WebSocket 服务端消息

小结

• HTTP123的演进历史
• CDN解决了HTTP协议之外的问题
• WebSocket从HTTP协议升级而来

05 网络安全

网络安全三要素：

• 机密性：攻击者无法获取通信内容
• 完整性：攻击者对内容进行篡改时能被发现
• 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

网络安全：对称加密和非对称加密

• 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

网络安全：密码散列函数（哈希函数）

• 输入：任意长度的内容
• 输出：固定长度的内容
• 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

网络安全：机密性

• 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

怎么在不安全的信道交换秘密信息？需要利用完整性和身份验证。

网络安全：完整性和身份验证

完整性和身份验证相互关联。

例如：

• 蟹老板向银行发起了转账请求
• 银行需要确认
  • 这个请求真的是蟹老板发起的
  • 目标账户和转账金额没有被篡改

上面介绍了网络安全的机密性，那究竟如何实现机密性？

网络安全：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

网络安全：如何实现身份验证

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

根证书是证书链的尽头 验证的一连串证书称为证书链 分发证书、验证证书的基础设施称为PKI，Public Key Infrastructure 所以想要实现身份验证，通信双方需要先有秘密信息，即根证书中的公钥

网络安全：HTTPS

把HTTP的明文换成密文，再验证身份，即HTTPS。

HTTPS = HTTP + TLS TLS=身份验证+加解密 身份验证靠PKI

服务端身份验证靠PKI，客户端身份验证靠HTTP协议。

小结

• 网络安全三要素：机密性、完整性和身份验证
• 在没有提前交换秘密信息的前提下，无法在不安全的信道交换秘密信息
• 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
• HTPS使用PKI完成了除客户端身份验证以外的特性，客户端身份验证靠HTTP协议实现

先写这么多，等明天一定补。。。(╥╯﹏╰╥)ง