前端需要了解的计算机网络知识

jiezi

5 年前

七层网路协议
- 物理层 -> 数据链路层 -> 网络层 -> 传输层 -> 会话层 -> 表示层 -> 应用层
http 和 tcp
- http 是应用层协议，tcp 是传输层协议
- 常见的应用层协议还包括：telnet，ssh，smtp，pop，ssl/tls，mime
  常见传输层协议还有：udp，sctp

HTTP 服务器并不保存关于客户的任何信息，因此 HTTP 是一个无状态协议(stateless protocol)

采用非持续连接的 http 是每个 tcp 最多允许传输一个对象

HTTP 请求报文
- 请求行 = 方法 +sp+URL+sp+ 版本 +cr+lf
  - GET /somedir/page.html HTTP/1.1
- 首部行 = 首部字段名 +sp+ 值 +cr+lf
  - Host:www.someschool.edu
  - Connection:close
  - User-agent:Mozilla/5.0
  - Accept-language:fr
- 空行 =cr+lf
- 实体主体
HTTP 响应报文
- 状态行 = 版本 +sp+ 状态码 +sp+ 短语 +cr+lf
  - HTTP/1.1 200 OK
- 首部行 = 首部字段名 +sp+ 值 +cr+lf
  - Connection:close
  - Date:Tue,09 Aug 2011 15:44:04 GMT
  - Server:Apache/2.2.3 (CentOS)
  - Last-Modified:Tue,09 Aug 2011 15:11:03 GMT
  - Content-Length:6821
  - Content-Type:text/html
- 空行 =cr+lf
- 实体主体

101 websocket 双向通信
200 成功
204 没有响应体
206 断点续传
301 永久重定向
302 临时重定向
304 缓存只能服务端设置
401 没登录没有权限
403 登录后没有权限
404 没有资源
405 请求方法不存在或不支持
502 负载均衡

浏览器默认 get 请求
postman
命令行 mac curl

管线化不需要等待上一次请求得到响应就可以执行下一次请求，实现并行发送请求。只有 GET 和 HEAD 请求可以进行管线化，而 POST 有所限制

get 获取资源
post 新增资源
put 上传文件修改(restful)
delete 删除资源
options 跨域出现复杂请求时出现仅是 get/post 都是简单请求但加上自定义头 header 就会变成复杂请求

cookie 组件
- 在 http 响应报文中的一个 cookie 首部行
- 在 http 请求报文中的一个 cookie 首部行
- 在用户端系统中保留有一个 cookie 文件，并由用户的浏览器进行管理
- 位于 Web 站点的一个后端数据库
cookie 安全性
- cookie 是存放在浏览器上的服务器可以设置每次请求时都会带上 cookie
- cookie 不安全不能存放敏感信息
- session 服务端 (基于 cookie) 服务器的内存中，存到 redis 数据库

Web 缓存器 (Web cache) 也叫代理服务器(proxy server)，它能够代表初始 web 服务器来满足 http 请求的网络实体
http 缓存
- 强制缓存
  - Cache-Control && Expires
- 对比缓存
  - Last-Modified & If-Modified-Since
  - ETag & If-None-Match

Cache-Control

- private 客户端可以缓存
- public 客户端和代理服务器都可以缓存
- max-age=60 缓存内容将在 60s 后失效
- no-cache 需要使用对比缓存验证数据，强制向源服务器再次验证(没有强制缓存)
- no-store 所有内容都不会缓存，强制缓存和对比缓存都不会触发(不缓存)

DNS 是域名解析系统 Domain Name System
DNS 工作原理
- 分布式层次数据库
  - 根 DNS 服务器
  - TLD 顶级域 (DNS) 服务器 com org edu
  - 权威 DNS 服务器
  - 本地 DNS 服务器与三个服务器的查询关系从请求主机向本地 DNS 服务器发出的查询是递归查询，从本地 DNS 服务器向其他三种服务器查询为迭代查询
- DNS 缓存
  - 在一个请求链中，当 DNS 服务器缓存了一台主机名 /IP 地址对，另一个对相同主机名的查询就能够提供所要求的 IP 地址，本地域名服务器一般会缓存顶级域名服务器的映射
DNS 记录和报文
- 资源记录 (Resource Record,RR) 是一个包含了 (Name,Value,Type,TTL) 的四元组
- DNS 报文
  - 12 字节
    - 标识符
    - 标志
    - 问题数
    - 回答 RR 数
    - 权威 RR 数
    - 附加 RR 数
  - 查询的名字和类型自窜
    - 问题(问题的变量数)
  - 对查询的响应中的 RR
    - 回答(资源记录的变量数)
  - 权威服务器的记录
    - 权威(资源记录的变量数)
  - 可被使用的附加 ” 有帮助 ” 的信息
    - 附加信息(资源记录的变量数)
DDos 攻击
- 分布式拒绝服务 (DDos) 带宽洪泛攻击

源端口号 + 目的端口号
序号
确认号
首部长度 + 保留未用 +URG+ACK+PSH+RST+SYN+FIN+ 接收窗口
因特网校验和 + 紧急数据指针
选项
数据

第一步：客户端的 TCP 首先向服务器端的 TCP 发送一个特殊的 TCP 报文段
第二步：一旦包含 TCP SYN 报文段的 IP 数据报到达服务器主机(假设它的确到达了)，服务器会从该数据包中提取出 TCP SYN 报文段，为该 TCP 连接分配 TCP 缓存和变量，并向该客户 TCP 发送允许连接的报文段
第三步：在收到 SYNACK 报文段后，客户也要给该连接分配缓存和变量

IPv4 数据报格式
- 版本(0-4)+ 首部长度(4-8)+ 服务类型(8-16)+ 数据报长度(16-31)
- 16 比特标识(0-16)+ 标志(16-19)+13 比特片偏移(19-31)
- 寿命 TTL(0-8)+ 上层协议(8-16)+ 首部检验和(16-31)
- 32 比特源 IP 地址
- 32 比特目的 IP 地址
- 选项(如果有的话)
- 数据
IPv6 数据报格式
- 版本(0-4)+ 流量类型(4-12)+ 流标签(12-31)
- 有效载荷长度(0-16)+ 下一个首部(16-24)+ 跳限制(24-31)
- 源地址(128 比特)
- 目的地址(128 比特)
- 数据

子网：不跨越路由器的路由器接口和主机接口就形成一个子网
子网掩码：IP 地址为某个子网分配的一个 223.1.1.0/24 的地址，这种 /24 的记法，称为子网掩码(network mask)，指示了 32 比特中的最左侧 24 比特定义了子网地址

class	NetIDs	Blocks
A	10	1
B	172.16-172.31	16
C	192.168.0-192.168.255	256

CDN 操作
- 当用户主机中的一个浏览器指令检索一个特定的视频 (由 URL 标识) 时，CDN 必须截获该请求，以便能够确定此时是混合用于该客户的 CDN 服务器集群以及将客户的请求重定向到该集群的某台服务器
集群选择策略
- 任何 CDN 部署，其核心是集群选择策略(cluster selection strategy)，即动态地将客户定向到 CDN 中服务器集群或数据中心的机制。
- 常见策略：
  - 周期性实时测量；IP 任播(客户与 CDN 服务器匹配)

对称密钥密码机制
- 对称密钥系统(symmetric key system) 双方密钥是相同的并且是秘密的
- 块密码将要加密的报文处理成 k 比特的块
  - DES(Data Encrypiton Standard) 数据加密标准
  - AES(Advanced Encryption Standard) 高级加密标准
公开密钥系统
- 公开密钥系统(public key system) 使用一对密钥：一个密钥为双方都知道，另一个密钥只有一方知道
- RSA 算法(Ron、Adi、Leonard 三个人名)
  - 大数分解和素性检测
密码散列函数
- MD5 散列算法
  - 填充 -> 添加 -> 初始化累加器 -> 循环
- SHA-1(Security Hash Algorithm)
SSL
- SSL(Secure Socket Layer) 安全套接字层
- SSL 握手
  - 1）客户发送它支持的密码算法的列表，连通一个客户的不重数
  - 2）从该列表中服务器选择一种对称算法，一种公钥算法和一种 MAC 算法，并把选择以及证书和一个服务器不重数返回给客户
  - 3）客户验证该证书，提取服务器公钥，生成一个前主密钥(Pre-Master Secret)，用服务器的公钥加密该前主密钥，并将加密的 PMS 发送给服务器
  - 4）使用相同的密钥导出函数，客户和服务器独立地从 PMS 和不重数中计算主密钥(Master Secret)，将该 MS 切片申城两个密码和两个 MAC 密钥
  - 5）客户发送所有握手报文的一个 MAC
  - 6）服务器发送所有握手报文的一个 MAC

前端需要了解的计算机网络知识

前端需要了解的计算机网络知识

概述

Web 和 HTTP

HTTP 概况

非持续连接和持续连接

HTTP 报文格式

http 状态码

发送请求的方式

管线化

请求方法 RestfulApi 根据不同的动作做对应的处理

用户与服务器交互：cookie

Web 缓存

DNS

TCP 连接

TCP 报文段结构

TCP 连接管理（三次握手）

IP 地址

IPv4 vs IPv6

IPV4 编址

CDN

网络安全

密码学基础

前端需要了解的计算机网络知识

概述

Web 和 HTTP

HTTP 概况

非持续连接和持续连接

HTTP 报文格式

http 状态码

发送请求的方式

管线化

请求方法 RestfulApi 根据不同的动作 做对应的处理

用户与服务器交互：cookie

Web 缓存

DNS

TCP 连接

TCP 报文段结构

TCP 连接管理（三次握手）

IP 地址

IPv4 vs IPv6

IPV4 编址

CDN

网络安全

密码学基础

请求方法 RestfulApi 根据不同的动作做对应的处理