1、计算机网络核心

今天药忘吃喽~ 2023-10-12 18:49 12阅读 0赞

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   <th>序号</th> 
   <th align="left">地址</th> 
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   <td>1</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318471" rel="nofollow">计算机网络核心</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td align="left"><a href="http://t.csdn.cn/ewMWL" rel="nofollow">数据库相关</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318429" rel="nofollow">Redis</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318420" rel="nofollow">Linux相关</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318405" rel="nofollow">JVM的内容</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318379" rel="nofollow">GC相关的</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>7</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318316" rel="nofollow">Java多线程与并发</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>8</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318307" rel="nofollow">Java多线程与并发-原理</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>9</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318277" rel="nofollow">Java常用类库与技巧</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>10</td> 
   <td align="left"><a href="https://blog.csdn.net/lydms/article/details/131318159" rel="nofollow">Java框架-Spring</a></td> 
  </tr> 
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### 文章目录 ###

*   *   *  1、OSI开放式互联参考模型
         *  2、TCP/IP
         *  3、TCP报文头
         *  4、TCP的三次握手
         *  5、TCP的四次挥手
         *  6、为什么会有TIME\_WAIT状态(等待2MSL的时间)
         *  7、为什么需要四次握手才能断开连接
         *  8、服务器出现大量 CLOSE\_WA状态的原因?
         *  9、UDP简介
         *  10、TCP的滑动窗口
         *  11、HTTP简介
         *  12、HTTP和HTTPS的区别
         *  13、Socket简介

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### 1、OSI开放式互联参考模型 ###

*  1、物理层：机械、电子、定时接口通信信道上的原始比特流传输。
 *  2、数据链路层：物理寻址，同时将原始比特流转变为逻辑传输线路。
 *  3、网络层：控制子网的运行，如逻辑编址、分组传输、路由选择(IP协议)。
 *  4、传输层：接受上一层的数据，在必要的时候把数据进行分割，并将这些数据交给网络层，且保证这些数据段有效到达对端(TCP/UDP)。
 *  5、会话层：不同机器上的用户之间建立及管理会话。
 *  6、表示层：信息的语法语义以及它们的关联，如加密解密、转换翻译、压缩解压缩。
 *  7、应用层：（HTTP）

![请添加图片描述][d0738735fdd04d3f910822339a9daafd.png]

![请添加图片描述][446ed0e75f3246e89d349e805e71c53e.png]

### 2、TCP/IP ###

![请添加图片描述][071ef0723f2545b8ba59dd5baf9dec62.png]

### 3、TCP报文头 ###

传输控制协议TCP简介

*  面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
 *  将应用层的数据流分割成报文段并发送给目标节点的TCP层。
 *  数据包都有序号，对方收到则发送ACK确认，未收到则重传。
 *  使用校验和来检验数据在传输过程中是否有误。

套接字(socket)

每个需要发送的数据使用seq进行编号。返回的数据采用ACK来标记的。

![请添加图片描述][4321417adffb42d49b5de6ff3634c704.jpeg]

TCP报文头：

*  Source Port：源端口
 *  Destination Port：目标端口
 *  Sequence Number：序号，传输的数据的编号。
 *  AckNowledgment Number：B期望收到A的下个数据序号。
 *  Offset：数据便移:TCP报文距离起始报文的距离。
 *  Reserved：保留域：目前为0；
 *  TCP Flags：控制位，有8个标志位组成，每个包含单独的控制功能。
    
     *  ACK：确认序号标志(1/0)
     *  SYN：同步序号，用于建立连接过程
     *  FIN：finish标志，用于释放连接
     *  URG：紧急指针标志(1/0)
     *  PSH：push标志(1/0)
     *  RST：重置链接标志
 *  Windows：流量控制：滑动窗口大小，告知缓存大小，控制发送数据的速率。(接收方用来通知发送方，自己含有多少缓冲区来接收数据。发送方根据接收方处理能力，来发送数据。不会让接收方处理不过来。)
 *  Checksum：进行16位计算得到，用于报文头的校验。
 *  Urgent Pointer：紧急指针，字节数紧急数据
 *  TCP Options：可选项，定义其它一些可选参数。

### 4、TCP的三次握手 ###

![请添加图片描述][cb4945ff71b64a07a54f8802472ad324.png]

三次握手的流程图：

1.  在TCP/P协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。
2.  第一次握手：建立连接时，客户端发送SY包n=到服务器，并进入 SYN SEND状态等待服务器确认第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN
3.  （ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包此时服务器进入 SYN RECV状态；第三次握手客户端收到服务器的SYN+ACK包向服务器发送确认包ACK\[ack=k+1）此包发送完毕客户端和服务器进入ESTABLISHED状态完成三次握手。

![请添加图片描述][17c11b1617e343b0aea4f08cb37779d2.png]

三次握手的目的：

为了初始化Seq(Sequence Number的初始值)

首次握手的隐患—SYN超时

原因：

*  Server B收到 Client A的SYN，回复SYN-ACK的时候未收到ACK确认
 *  Server B不断重试直至超时，Linux默认等待63秒才断开连接
 *  1/2/4/8/16总共31秒钟会请求5次，然后再等待30秒才会断开连接。

针对SYN Flood的防护措施

会有黑客不断的请求你的服务然后断开，占用你的连接对列，造成正常访问也不能使用。

*  SYN队列满后，通过 tcp\_syncookies参数回发 SYN Cookie。
 *  若为正常连接则 Client会回发 SYN Cookie，直接建立连接。

建立连接后，Client出现故障怎么办？

保活机制：

*  向对方发送保活探测报文，如果未收到响应则继续发送。
 *  尝试次数达到保活探测数仍未收到响应则中断连接。

### 5、TCP的四次挥手 ###

"挥手"是为了终止连接，TCP四次挥手的流程图：

由任一方，发出Close进行触发。

*  第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭 Client到 Server的数据传送，Client进入 FIN\_WAIT\_1状态；
 *  第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给 Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FN占用一个序号），Server进入 CLOSE\_WAIT状态；
 *  第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭 Server到 Client的数据传送，Server进入 LAST\_ACK状态；
 *  第四次挥手：Client收到FN后，Client进入 TIME\_WAIT状态，接着发送一个ACK给 Server，确认序号为收到序号+1，Server进入 CLOSED状态，完成四次挥手。

![请添加图片描述][10a89da7e2094a678e0314b44c3b976a.jpeg]

### 6、为什么会有TIME\_WAIT状态(等待2MSL的时间) ###

*  确保有足够的时间让对方收到ACK包
 *  假如对方没有收到，再进行重发，时间为2MSL的时间(2个请求时间)
 *  避免新旧连接混淆()

### 7、为什么需要四次握手才能断开连接 ###

因为全双工，发送方和接收方都需要FIN报文和ACK报文

### 8、服务器出现大量 CLOSE\_WA状态的原因? ###

对方关闭 socket连接，我方忙于读或写，没有及时关闭连接。

*  检查代码，特别是释放资源的代码。
 *  检查配置，特别是处理请求的线程配置。

服务器会给每个用户提供一定量的连接数(几千)，超过一定量会报错。

会报错：too many open files

### 9、UDP简介 ###

![请添加图片描述][d8281ef3df4044dd8cac3474024b3fda.png]

*  Source Port：源端口。
 *  Destination Port：目标端口。
 *  Length：数据包长度。
 *  Checksum：奇偶校验值。
 *  Data octets：用户数据。

UDP的特点：

*  面向非连接。
 *  不维护连接状态，支持同时向多个客户端传输相同的消息。
 *  数据包报头只有8个字节，额外开销较小。
 *  吞吐量只受限于数据生成速率、传输速率以及机器性能。
 *  尽最大努力交付，不保证可靠交付，不需要维持复杂的链接状态表。
 *  面向报文，不对应用程序提交的报文信息进行拆分或者合并。

结论：

TCP用来保证可靠性和有序性

*  TCP(面向连接) VS UDP(无连接)
 *  可靠性(TCP高)
 *  有序性(TCP利用序号)
 *  速度(TCP慢)
 *  量级(TCP重量级)

### 10、TCP的滑动窗口 ###

TRR和RTO

*  TRR：发送一个数据包到收到对应的ACK，所花费的时间。
 *  TRO：重传时间间隔。

TCP使用滑动窗口做流量控制与乱序重排

*  保证TCP的可靠性
 *  保证TCP的流控特性

Windows窗口：接收方用来通知发送方，自己含有多少缓冲区来接收数据。发送方根据接收方处理能力，来发送数据。不会让接收方处理不过来。

![请添加图片描述][eace8e9b097143778e4cb612f9460a3e.jpeg]

接受方还能接受的数据量：=接收端缓存池大小-已占据的缓存大小

AdvertisedWindow=MaxRcvBuffer-(LastByteRcvd - LastByteRead)

可剩余发送数据大小：=接受方还能接受的数据量-已经准备好并未发送数据量

EffectiveWindow=AdvertisedWindow-(LastByteSent - LastByteAcked)

**TCP的滑动窗口**

![请添加图片描述][fc518ca3912f4c208b9eacfa8adc56ef.jpeg]

![请添加图片描述][a9d92875bcc140dab242ff48da2e325d.jpeg]

### 11、HTTP简介 ###

超文本传输协议HTTP主要特点

*  支持客户/服务器模式
 *  简单快速(请求方法和路径)
 *  灵活(可以任意类型数据结构，使用content-type标注)
 *  无连接(使用后则断开连接)
 *  无状态(协议对于事务处理，没有记忆)

HTTP 1.1版本：增加了`KEEP—alive`

HTTP请求数据结构：

![请添加图片描述][47e6265ce69b415c8246d2e0f9554c05.png]

![请添加图片描述][3a359d1cc19c4d70a1251f62b3bf8a37.png]

![请添加图片描述][dad9231fb5374b50a74ee45de229efc2.png]

HTTP响应报文数据结构

![请添加图片描述][9551a81b29324042b1d6925307382f02.png]

![请添加图片描述][9c77d6216d59473e8a08d53012657d1a.png]

![请添加图片描述][353d216970f544478bc381f360d5f25d.png]

请求/响应的步骤

*  客户端连接到Web服务器
 *  发送HTTP请求
 *  服务器接收请求并返回HTTP响应
 *  释放连接TCP连接
 *  客户端浏览器解析HTML内容

在浏览器地址栏键入∪RL，按下回车之后经历的流程。

*  DNS解析(寻找url地址对应的IP地址)(浏览器缓存，系统缓存，路由器缓存，IPS服务器服务器缓存，根域名服务缓存，顶级域名缓存)
 *  TCP连接(三次握手)
 *  发送HTTP请求
 *  服务器处理请求并返回HTTP报文
 *  浏览器解析渲染页面
 *  连接结束

HTTP状态码

5种取值

*  1xx：指示信息-表示请求已接收，继续处理。
 *  2xx：成功-表示请求已被成功接收、理解、接受。
 *  3xx：重定向-要完成请求必须进行更进一步的操作。
 *  4xx：客户端错误-请求有语法错误或请求无法实现。
 *  5xx：服务器端错误-服务器未能实现合法的请求。

常见状态码：

*  200 oK：正常返回信息
 *  400 Bad Request：客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解。
 *  401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用。
 *  403 Forbidden：服务器收到请求，但是拒绝提供服务。
 *  404 Not Found：请求资源不存在，eg，输入了错误的URL。
 *  500 Internal Server Error：服务器发生不可预期的错误。
 *  503 Server Unavailable：服务器当前不能处理客户端的请求，过段时间后可能恢复正常。

GET请求和POST请求的区别

三个方面来解答

*  Http报文层面：GET将请求信息放在URL，POST放在报文体中。
 *  数据库层面：CET符合幂等性和安全性，POST不符合。
 *  其他层面：GET可以被缓存、被存储，而POST不行。

Cookie和Session

Cookie简介

*  是由服务器发给客户端的特殊信息，以文本的形式存放在客户端。
 *  客户端再次请求的时候，会把 Cookie回发。
 *  服务器接收到后，会解析 Cookie生成与客户端相对应的内容。

Cookie的设置以及发送过程

![请添加图片描述][623b395f645d4c15993700d9ca75b69a.png]

Session简介

*  服务器端的机制，在服务器上保存的信息。
 *  解析客户端请求并操作 session id，按需保存状态信息。

Session的是实现方式

*  使用 Cookie来实现(每次请求Cookie带上JESSIONID)
 *  使用URL回写来实现(所有连接带上JSSONID,用户点击被带回)

Cookie和Session的区别

*  Cookie数据存放在客户的浏览器上。
 *  Session数据放在服务器上Session相对于。
 *  Cookie更安全若考虑减轻服务器负担，应当使用 Cookie

### 12、HTTP和HTTPS的区别 ###

安全版HTTP，增加了一层。

![请添加图片描述][e6b6b0c04ae049d2a52efebcba7ef6d5.png]

SSL(Security Sockets Layer，安全套接层)

*  为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。
 *  是操作系统对外的API，SSL3.0后更名为TLS。
 *  采用身份验证和数据加密保证网络通信的安全和数据的完整性。

加密的方式：

*  对称加密：加密和解密都使用同一个密钥。(效率高)
 *  非对称加密：加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的。(安全性高，效率低)
 *  哈希算法：将任意长度的信息转换为固定长度的值，算法不可逆。
 *  数字签名：证明某个消息或者文件是某人发出/认同的。

HTTPS数据传输流程

1.  浏览器将支持的加密算法信息发送给服务器
2.  服务器选择一套浏览器支持的加密算法，以证书的形式回发浏览器。
3.  浏览器验证证书合法性，并结合证书公钥加密信息发送给服务器。
4.  服务器使用私钥解密信息，验证哈希，加密响应消息回发浏览器。
5.  浏览器解密响应消息，并对消息进行验真，之后进行加密交互数据。

HTTP和HTTPS的区别

*  HTTPS需要到CA申请证书，HTTP不需要。
 *  HTTPS密文传输，HTTP明文传输。
 *  连接方式不同，HTTPS默认使用443端口，HTTP使用80端口
 *  HTTPS=HTTP+加密+认证+完整性保护，较HTTP安全。

HTTPS真的很安全吗

*  浏览器默认填充http://，请求需要进行跳转，有被劫持的风险。
 *  可以使用HSTS(HTTP Strict Transport Security)优化

### 13、Socket简介 ###

Socket是对TCP/IP协议的抽象，是操作系统对外开放的接口

![请添加图片描述][b335235e4ea442a88a92d1b2a53fd081.webp]

Socket通信流程

![请添加图片描述][45a3d44281334443810e8a566ffe29da.png]

ServerSocket ss = new ServerSocket(6500);
    Socket socket = ss.accept();
    
    Socket socket = new Socket("127.0.0.1",65000);
    OutputStream os = socket.getOutputStream();

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