网络传输过程、参考模型、TCP/IP、http、https

CodingAnHour

1335人浏览 · 2021-07-18 11:40:35

CodingAnHour · 2021-07-18 11:40:35 发布

OSI七层概念模型

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应用层：负责解决业务问题
表示层：负责把网络中的消息转换成应用层可以读取的消息
会话层：负责建立会话、握手、维持连接、关闭
传输层：负责解决进程与进程之间的通信，例如TCP保证报文的可达性和流量的控制
网络层：负责解决广域网（Internet）中主机之间数据的传递
数据链路层：负责局域网中根据MAC地址连接的相应的交换机/路由器进行报文的转发
物理层：物理传输介质

TCP/IP模型对照

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分层模型的优点在于当前层只需要考虑与其相邻层的对接交互，即每一层只为其之上的层服务，并使用在其之下的层所提供的服务，而不需要考虑其相邻层之外的其他层做了什么。分层模型的缺点在于不同层之间数据交互需要耗费更多的时间，从而影响网络性能。

TCP协议

传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

特点：

基于链接的：传输数据之前需要建立链接
全双工：双向传输（请求响应）
字节流：不限制请求大小，打包成报文段，保证有序接受，重复报文自动丢弃
流量缓存：解决双方处理能力的不匹配
可靠的传输服务：保证可达，丢包时通过重发机制实现可靠
拥塞控制：防止网络出现恶性拥塞

报文头部

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一些查看信息命令

查看网络状态。netstat -natp/在mac中需要使用netstat -tlp tcp netstat -tlp udp 来指定其后使用的协议状况。
- n：拒绝显示别名，能显示数字的全部转化为数字禁止转换，localhost这种形式显示成ip形式
- t (tcp) 仅显示tcp相关选项
- p：显示进程的 PID 和名称
抓包：抓80端口的包：tcpdump --n -i eth0 port 80
抓80端口的包或者apr请求的包：tcpdump --n -i eth0 port 80 or arp
- –n：显示ip形式，不以localhost方式显示
- -i：指定网卡
- port：指定端口
IP地址：IP地址就可以访问到每台主机，相当于主机的唯一身份ID
掩码：子网掩码只有一个功能，就是将IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。如同现实生活中的通讯地址，可以看作省市部分和具体门牌号部分。相同的IP地址，但掩码不一样，则指向的网络部分和主机部分不一样。如IP地址192.168.1.11，255.255.255.0 的掩码表示网络地址192.168.1，主机地址是1；255.255.0.0 的掩码表示网络地址192.168，主机部分是1.1 。
网关：一个网络连接到另一个网络的“关口”
dns：进行域名(domain name)和与之相对应的IP地址 (IP address)转换的服务器。

http协议

HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）：是一种无状态的，以请求/应答方式运行的协议，他使用可以扩展的语义和自描述消息格式，与基于网络的超文本信息系统（html）灵活的互动

传输协议实际是交给TCP协议来完成的
无状态：并不会存储用户的信息；如果连接意外断开，整个会话就会丢失，重新连接之后一般需要从头开始
请求/应答：一次请求对应一次响应
可扩展：可以自定义扩展一些head字段等
自描述：消息体可以是音频视频、文本、图片等（Content-type）

HTTP协议解决了什么问题

Form Follows Function 形式服务于功能
解决的是人与机器之间高效的信息交互

报文格式

http请求与响应报文基本相同，由4大部分组成

起始行（start line）：描述请求与响应的基本信息(请求行或状态行)
消息报头(四种:普通报头，请求报头，响应报头，实体报头)
空行
消息正文

请求报文

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请求方法：如GET/HEAD/PUT/POST，表示对资源的操作；
请求目标：通常是一个URI，标记了请求方法要操作的资源；
版本号：表示报文使用的HTTP协议版本

响应报文

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版本号：表示报文使用的HTT协议版本；
状态码：一个三位数，用代码的形式表示处理的结果，比如200是成功，301/302是重定向，404是NOT FOUND，500是服务器错误；
原因：作为数字状态码补充，是更详细的解释文字，帮助人理解原因

HTTP头字段

头部字段是key-value的形式，key和value之间用"“分隔，最后用CRLF换行表示字段结束。比如前后分离时经常遇到的要与后端协商传输数据的类型"Content-type：application/json”，这里key就是"Content-type"，value就是"applicationjson"。HTTP头字段非常灵活，不仅可以使用标准里的Host，Connection等已有头，也可以任意添加自定义头，这就给HTTP协议带来了无限的扩展可能

头字段注意事项

字段名不区分大小写，字段名里不允许出现空格，可以使用连字符"-"，但不能使用下划线"_"（有的服务器不会解析带 " _ " 的头字段）。字段名后面必须紧接着":"，不能有空格，而 “:” 后的字段值前可以有多个空格；
字段的顺序是没有意义的，可以任意排列不影响语义；
字段原则上不能重复，除非这个字段本身的语义允许，例如Set-Cookie。

常用头字段

HTTP协议中有非常多的头字段，但基本上可以分为四大类：

请求字段：请求头中的头字段；如Host，Referer
响应字段：响应头中的头字段，如：Server
通用字段：在请求头和响应头里都可以出现，如Content-type，Connection；

请求过程

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HTPS协议

由于HTTP天生“明文"的特点,整个传输过程完全透明,任何人都能够在链路中截获、修改或者伪造请求/响应报文,数据不具有可信性。例如：一个网站时没有广告的，打开后全是广告，其实就是被劫持过程中修改了

因此就诞生了为安全而生的HTTPS协议使用HTPS时，所有的HTTP请求和响应在发送到网络之前，都要进行加密。

https利用摘要算法、对称加密算法、非对称加密算法来完成的
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我们为什么需要HTTPS？

主要有三个原因：

保护隐私：所有信息都是加密传播，第三方无法窃听数据。如果使用HTTP明文传输数据的话，很可能被第三方劫持数据，那么所输入的密码或者其他个人资料都被暴露在他人面前，后果可想而知。
数据完整性：一旦第三方篡改了数据，接收方会知道数据经过了篡改，这样便保证了数据在传输过程中不被篡改 —— 数据的完整性。
身份认证：第三方不可能冒充身份参与通信，因为服务器配备了由证书颁发机构（Certificate Authority，简称CA）颁发的安全证书，可以证实服务器的身份信息，防止第三方冒充身份。（也有少数情况下，通信需要客户端提供证书，例如银行系统，需要用户在登录的时候，插入银行提供给用户的USB，就是需要客户端提供证书，用来验证客户的身份信息。）