HTTP - 基本知识

Posted 2022-11-25 zj510

HTTP 应该说是最常见的应用层协议了。现在绝大多数的app都是使用HTTP和服务器通信的吧。

在讲HTTP之前应该先对网络通信有个初步的了解。

OSI 七层网络模型

学过《网络原理》的人都知道网络有7层模型，如下：

实际上，很多人觉得这7层模型太累赘了，更常见的是TCP/IP四层模型。

TCP/IP四层模型

一般我们只要知道这四层就行了。

这4层，每层都有对应的协议：

应用层协议：就是用户自己定义的一些协议，比较著名的HTTP, FTP, PING等等，都是是应用层协议。

传输层协议：就是著名的TCP, UDP等等

网络层协议：一般常见的是IP和ICMP，IP最为常见。

数据链路层：ARP为主，就是负责IP地址和物理地址（MAC地址）之间的映射/转换。

实际上，普通程序员涉及的协议都是应用层的。其他内核层的协议是不会接触到的，稍微知道一下就行了。

内核层协议的基础

稍微了解下就行了。这里指的都是IP v4.

TCP协议头部格式

这是一个TCP头部的格式。可以看到里面有个“头部长度”，这个指的是有多少个4字节。4位能表示的值范围是0-15.也就是说一个TCP头部最多可以有15个4字节，也就是60字节。TCP头部的前20个字节是固定的，后40个自己是可选部分。至于其他的值可以参考有关书籍，到处都是这种介绍。

IP协议头部格式

看上去跟TCP类似，也是前20个字节固定，后40个字节可选。IP头部长度也是在20 - 60字节之间。

数据链路层报文格式

经过数据链路层封装的数据称之为帧。帧是真正在物理网路上传播的数据字节流，格式如上。注意“数据”是经过IP层封装得到的字节流。

有一个需要注意的是“分片”：

一般以太网一帧可以传输的最大字节数是有限制的，也就是MTU，Max Transmit Unit，最大传输单元。以太网一般是1500字节。如果经过网路层（IP）封装后的数据超过1500的话，肯定需要分片了，也就是通过多个帧传输。至于具体怎么分片，网上查查吧，一般程序员是接触不到的。

数据打包

一般，当程序员在应用层想发送一些数据的时候，这些数据会被网络的各个层进行封装，也就是加上各自的头部信息。如下：

最终在物理网路上传播的数据是经过各个网络层封装的（带上了头部信息），应用层数据只是其中一部分。

ARP协议

最终数据传输是需要物理地址的，那么假如A想传数据给B，A怎么知道B的物理地址呢？

比如，A的IP地址是192.168.0.1，B是192.168.0.2

A想往B发送数据“hello”，可以不知道B的物理地址啊。

这个就是ARP协议的作用。

原理：主机向自己所在的网络广播一个ARP请求，该请求包含目标机器的网络地址。此网络上的所有机器都会收到这个请求，但只有被请求的目标机器会回应一个ARP应答，其中包含自己的物理地址。

报文格式：

发送端不会填充“目的端以太网地址”，因为这是发送端想知道的。

当网络里面的所有机器都收到这个广播的时候，每个机器都会比较自觉的IP，假如自己的IP地址跟这个请求里面的一样，就把自己的物理地址填充进去，当然需要把发送和目的交换下，再做一个arp应答发出去。

这个时候发送到收到了应答就可以知道它想要的机器的物理地址了。

一般操纵系统会有一个ARP的告诉缓存表，把知道的IP和物理地址的映射记录到表里。

Windows上可以用命令arp -a来查看缓存表，如下：这是我的机器上的缓存表

当然有缓存自己就有更新了，比如机器IP更改的时候，这个表肯定需要更新映射了，这个具体的细节就没必要知道了。

其实从ARP协议里面，我们会发现一个问题，那么假如A想知道B的物理地址，然后A发送一个ARP请求，但是C请在B之前应答这个ARP请求，把C自己的物理地址给填进去了，会怎么样？这就是著名的ARP攻击了，一旦发生这个情况，那基本网络就瘫痪了，乱了。

ARP攻击也是中间人攻击的一种吧，C冒充了B，从而导致A发出去的信息都被C给收到了，而B收不到。

至于怎么防护ARP攻击，个人研究有限，不做评论。实际上现在很多杀毒软件都有这种功能的，当然攻防还取决于程序员的水平。矛和盾谁厉害，就在于谁的功力深了。