知识小总结十 (网络模型与网络协议)☀️

TCP/IP协议族

  • 互联网协议族(英语:Internet Protocol Suite,缩写为IPS),是一个网络通信模型,以及一整个网络传输协议家族,为互联网的基础通信架构。它常被通称为TCP/IP协议族(英语:TCP/IP Protocol Suite,或TCP/IP Protocols),简称TCP/IP。因为这个协议家族的两个核心协议,包括TCP(传输控制协议)和IP(网际协议),为这个家族中最早通过的标准。
  • 注:最好再自行了解OSI模型

HTTP

  • HTTP是一个客户端终端(用户)和服务器端(网站)请求和应答的标准(TCP)。通过使用Web浏览器、网络爬虫或者其它的工具,客户端发起一个HTTP请求到服务器上指定端口(默认端口为80)。我们称这个客户端为用户代理程序(user agent)。应答的服务器上存储着一些资源,比如HTML文件和图像。我们称这个应答服务器为源服务器(origin server)。

  • 通常,由HTTP客户端发起一个请求,创建一个到服务器指定端口(默认是80端口)的TCP连接。HTTP服务器则在那个端口监听客户端的请求。一旦收到请求,服务器会向客户端返回一个状态,比如"HTTP/1.1 200 OK”,以及返回的内容,如请求的文件、错误消息、或者其它信息。

请求信息

  • 发出的请求信息包括:
请求行:例如GET /images/logo.gif HTTP/1.1,表示从/images目录下请求logo.gif这个文件。
请求头:例如Accept-Language: en
  • 其他消息体

请求方法

  • HTTP/1.1协议中共定义了八种方法(也叫“动作”)来以不同方式操作指定的资源:(我只列三种)

  • HEAD:与GET方法一样,都是向服务器发出指定资源的请求。只不过服务器将不传回资源的本文部分。它的好处在于,使用这个方法可以在不必传输全部内容的情况下,就可以获取其中“关于该资源的信息”(元信息或称元数据)。

  • GET:向指定的资源发出“显示”请求。使用GET方法应该只用在读取数据,而不应当被用于产生“副作用”的操作中,例如在Web Application中。其中一个原因是GET可能会被网络蜘蛛等随意访问。

  • POST:向指定资源提交数据,请求服务器进行处理(例如提交表单或者上传文件)。数据被包含在请求本文中。这个请求可能会创建新的资源或修改现有资源,或二者皆有。

HTTP状态码

  • 用以表示网页服务器HTTP响应状态的3位数字代码。所有状态码的第一个数字代表了响应的五种状态之一。
1xx消息:这一类型的状态码,代表请求已被接受,需要继续处理。这类响应是临时响应,只包含状态行和某些可选的响应头信息,并以空行结束。

2xx成功:这一类型的状态码,代表请求已成功被服务器接收、理解、并接受。如200 OK

3xx重定向:这类状态码代表需要客户端采取进一步的操作才能完成请求。通常,这些状态码用来重定向,后续的请求地址(重定向目标)在本次响应的Location域中指明。

4xx客户端错误:这类的状态码代表了客户端看起来可能发生了错误,妨碍了服务器的处理。

5xx服务器错误:这类状态码代表了服务器在处理请求的过程中有错误或者异常状态发生,也有可能是服务器意识到以当前的软硬件资源无法完成对请求的处理。

HTTPS

  • 超文本传输安全协议(英语:Hypertext Transfer Protocol Secure,缩写:HTTPS,也被称为HTTP over TLS,HTTP over SSL或HTTP Secure)是一种网络安全传输协议。在计算机网络上,HTTPS经由超文本传输协议进行通讯,但利用SSL/TLS来对数据包进行加密。HTTPS开发的主要目的,是提供对网络服务器的身份认证,保护交换数据的隐私与完整性。

  • HTTPS的主要思想是在不安全的网络上创建一安全信道,并可在使用适当的加密包和服务器证书可被验证且可被信任时,对窃听和中间人攻击提供合理的防护。


TCP

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

  • TCP连接包括三个状态:连接创建、数据传送和连接终止。操作系统将TCP连接抽象为套接字(socket)的编程接口给程序使用,并且要经历一系列的状态改变。

创建通路

  • TCP用三路握手(three-way handshake)过程创建一个连接。
1.客户端通过向服务器端发送一个SYN来创建一个主动打开 

2.服务器端应当为一个合法的SYN回送一个SYN/ACK 

3.最后,客户端再发送一个ACK。当服务端受到这个ACK的时候,就完成了三路握手,并进入了连接创建状态

数据传输

  • 在TCP的数据传送状态,很多重要的机制保证了TCP的可靠性和强壮性。它们包括:使用序号,对收到的TCP报文段进行排序以及检测重复的数据;使用校验和来检测报文段的错误;使用确认和计时器来检测和纠正丢包或延时。

终结通路

  • 连接终止使用了四路握手过程(four-way handshake),在这个过程中每个终端的连接都能独立地被终止。因此,一个典型的拆接过程需要每个终端都提供一对FIN和ACK。

端口

  • TCP使用了端口号(Port number)的概念来标识发送方和接收方的应用层。对每个TCP连接的一端都有一个相关的16位的无符号端口号分配给它们。端口被分为三类:众所周知的、注册的和动态/私有的。众所周知的端口号是由因特网赋号管理局(IANA)来分配的,并且通常被用于系统一级或根进程。众所周知的应用程序作为服务器程序来运行,并被动地侦听经常使用这些端口的连接。例如:FTP、TELNET、SMTP、HTTP等。注册的端口号通常被用来作为终端用户连接服务器时短暂地使用的源端口号,但它们也可以用来标识已被第三方注册了的、被命名的服务。动态/私有的端口号在任何特定的TCP连接外不具有任何意义。可能的、被正式承认的端口号有65535个。

UDP

  • 用户数据报协议(英语:User Datagram Protocol,缩写为UDP),又称使用者资料包协定,是一个简单的面向数据报的传输层协议
    在TCP/IP模型中,UDP为网络层以上和应用层以下提供了一个简单的接口。UDP只提供数据的不可靠传递,它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去,就不保留数据备份(所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议)。

  • UDP是一个非连接的协议,传输数据之前源端和终端不建立连接,当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端,UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端,UDP把每个消息段放在队列中,应用程序每次从队列中读一个消息段。


TCP与UDP的区别

  • TCP是面向连接的,UDP是无连接的

  • UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快

  • TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证

  • TCP对系统资源要求较多,UDP对系统资源要求较少


IP

  • 网际协议(英语:Internet Protocol,IP),或称互联网协议,是用于报文交换网络的一种面向数据的协议。

  • IP是在TCP/IP协议中网络层的主要协议,任务是仅仅根据源主机和目的主机的地址传送数据。为此目的,IP定义了寻址方法和数据报的封装结构。第一个架构的主要版本,现在称为IPv4,仍然是最主要的互联网协议,尽管世界各地正在积极部署IPv6。


IP地址

  • 互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),缩写为IP地址(IP Address),是分配给网络上使用网际协议的设备的数字标签。常见的IP地址分为IPv4与IPv6两大类。

IPv4

  • 由32位二进制数组成,为便于使用,常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表现,每组XXX代表小于或等于255的10进制数。例如维基媒体的一个IP地址是208.80.152.2。

IPv6

  • 从IPv4到IPv6最显著的变化就是网络地址的长度。RFC 2373和RFC 2374定义的IPv6地址有128位长;IPv6地址的表达形式,一般采用32个十六进制数。如2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

域名与DNS

  • 域名(英语:Domain Name),又称网域、网域名称,是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称,用于在数据传输时标识计算机的电子方位(有时也指地理位置)。DNS(网域名称系统,Domain Name System,有时也简称为域名)是因特网的一项核心服务,它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便的访问互联网,而不用去记住能够被机器直接读取的IP地址数串。

  • 例如,www.wikipedia.org是一个域名,和IP地址208.80.152.2相对应。DNS就像是一个自动的电话号码簿,我们可以直接拨打wikipedia的名字来代替电话号码(IP地址)。我们直接调用网站的名字以后,DNS就会将便于人类使用的名字(如www.wikipedia.org)转化成便于机器识别的IP地址(如208.80.152.2)

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