计算机网络知识

Posted 2020-12-05 ellen-study

计算机网络基础知识

计算机网络的定义：

     计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

  HTTP:超文本传输协议 HTTP的URL的一般形式是：http://<主机>:<端口>/<路径>   

  应用层：应用层的任务是通过应用进程之间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。这里的进程就是指主机中正在运行的程序。应用层协议有很多，例如域名系统DNS，支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议。传输数据单元 （报文）。

   运输层：运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用层进程利用该服务传送应用层报文。所谓“通用的”，是指并不针对某个特定的网路应用，而是多种应用可以使用同一个运输层服务。

运输层主要有以下两种协议：

    传输控制协议TCP——提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是（报文段）。

    用户数据报协议UIDP—提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输单位是用户数据报。

网络层：网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报。

数据链路层：数据链路层常称为链路层。在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制等）。

物理层：在物理层上传输的数据单位是比特。发送方发送1（或0）时，接收方应当收到1（或0）物理层下面的物理媒介有双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等。

 DNS：域名解析系统。

迭代查询和递归查询的区别：  传输层知识：

 传输层协议为运行在不同Host上的进程提供一种逻辑通信机制

网络层：提供主机之间的逻辑通信机制。

传输层：提供应用进程之间的逻辑通信机制。

    位于网络层之上

    依赖于网络层服务

    对网络层服务（可能的）增强

 

TCP传输协议：

   可靠、按序的交付服务（TCP）

       拥塞控制

       流量控制

       连接建立

UDP不可靠的交付服务（UDP）

    基于尽力而为的网络层，没有做（可靠性方面的）扩展、

UDP段可能丢失，非按序到达

 

两种服务均不提供：

    带宽和延迟

 

两者相同之处：          可靠数据传输协议

    什么是可靠？

        不错、不丢、不乱 

TCP和UDP的区别：

   TCP面向连接，可靠，基于字节流，而UDP不面向连接，不可靠，基于数据报。对于连接而言呢，其实真正的就不存在，TCP面向连接只不过三次握手在客户端和服务端之间初始化好了序列号。只要满足TCP的四元组+序列号，那客户端和服务端之间发送的消息就有效，可以正常接收。所以什么都是相对的，可靠性的实现也让TCP变的复杂，在网络的状况很差的时候，TCP的优势会变。基于字节流什么意思呢？一句话就可以说明白，对于读写没有相对应的次数。UDP基于数据报就是每对应一个发，就要对应一个收。而TCP无所谓啊，对于UDP而言，不面向连接，不可靠，没有三次握手，我给你发送数据之前，不需要知道你在不在，不要你的同意，我只管把数据发送出去至于你收到不收到，从来和我没有半毛钱的关系。对于可靠不可靠而言，没有绝对的说法，TCP可靠仅仅是在传输层实现了可靠，我也可以让UDP可靠啊，那么就要向上封装，在应用层实现可靠性。因此很多公司都不是直接用TCP和UDP，都是经过封装，满足业务的需要而已。

TCP----传输控制协议，提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。

UDP----用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但并不能保证他们到达目的地。由于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，且没有超时重发机制，故而传输速度很快。

TCP和UDP应用场景：

    不管用TCP和UDP，应用只要看需求，对于TCP更加注重的是可靠性，而不是实时性，如果我发送的数据很重要一点也不能出错，有延迟无所谓的话，那就TCP啊。UDP更加注重是速度快，也就是实时性，对于可靠性要求不那么高。

 

HTTP状态码：

HTTP状态码（HTTP Status Code）是用以表示网页服务器HTTP响应状态的3位数字代码。

 

1XX  表示消息

2XX  表示成功

3XX  表示重定向

4XX  表示请求错误

5XX  表示服务器端错误

 

100	Continue	继续。客户端应继续其请求
101	Switching Protocols	切换协议。服务器根据客户端的请求切换协议。只能切换到更高级的协议，例如，切换到HTTP的新版本协议
200	OK	请求成功。一般用于GET与POST请求
201	Created	已创建。成功请求并创建了新的资源
202	Accepted	已接受。已经接受请求，但未处理完成
203	Non-Authoritative Information	非授权信息。请求成功。但返回的meta信息不在原始的服务器，而是一个副本
204	No Content	无内容。服务器成功处理，但未返回内容。在未更新网页的情况下，可确保浏览器继续显示当前文档
205	Reset Content	重置内容。服务器处理成功，用户终端（例如：浏览器）应重置文档视图。可通过此返回码清除浏览器的表单域
206	Partial Content	部分内容。服务器成功处理了部分GET请求
300	Multiple Choices	多种选择。请求的资源可包括多个位置，相应可返回一个资源特征与地址的列表用于用户终端（例如：浏览器）选择
301	Moved Permanently	永久移动。请求的资源已被永久的移动到新URI，返回信息会包括新的URI，浏览器会自动定向到新URI。今后任何新的请求都应使用新的URI代替
302	Found	临时移动。与301类似。但资源只是临时被移动。客户端应继续使用原有URI
303	See Other	查看其它地址。与301类似。使用GET和POST请求查看
304	Not Modified	未修改。所请求的资源未修改，服务器返回此状态码时，不会返回任何资源。客户端通常会缓存访问过的资源，通过提供一个头信息指出客户端希望只返回在指定日期之后修改的资源
305	Use Proxy	使用代理。所请求的资源必须通过代理访问
306	Unused	已经被废弃的HTTP状态码
307	Temporary Redirect	临时重定向。与302类似。使用GET请求重定向
400	Bad Request	客户端请求的语法错误，服务器无法理解
401	Unauthorized	请求要求用户的身份认证
402	Payment Required	保留，将来使用
403	Forbidden	服务器理解请求客户端的请求，但是拒绝执行此请求
404	Not Found	服务器无法根据客户端的请求找到资源（网页）。通过此代码，网站设计人员可设置"您所请求的资源无法找到"的个性页面
405	Method Not Allowed	客户端请求中的方法被禁止
406	Not Acceptable	服务器无法根据客户端请求的内容特性完成请求
407	Proxy Authentication Required	请求要求代理的身份认证，与401类似，但请求者应当使用代理进行授权
408	Request Time-out	服务器等待客户端发送的请求时间过长，超时
409	Conflict	服务器完成客户端的PUT请求是可能返回此代码，服务器处理请求时发生了冲突
410	Gone	客户端请求的资源已经不存在。410不同于404，如果资源以前有现在被永久删除了可使用410代码，网站设计人员可通过301代码指定资源的新位置
411	Length Required	服务器无法处理客户端发送的不带Content-Length的请求信息
412	Precondition Failed	客户端请求信息的先决条件错误
413	Request Entity Too Large	由于请求的实体过大，服务器无法处理，因此拒绝请求。为防止客户端的连续请求，服务器可能会关闭连接。如果只是服务器暂时无法处理，则会包含一个Retry-After的响应信息
414	Request-URI Too Large	请求的URI过长（URI通常为网址），服务器无法处理
415	Unsupported Media Type	服务器无法处理请求附带的媒体格式
416	Requested range not satisfiable	客户端请求的范围无效
417	Expectation Failed	服务器无法满足Expect的请求头信息
500	Internal Server Error	服务器内部错误，无法完成请求
501	Not Implemented	服务器不支持请求的功能，无法完成请求
502	Bad Gateway	充当网关或代理的服务器，从远端服务器接收到了一个无效的请求
503	Service Unavailable	由于超载或系统维护，服务器暂时的无法处理客户端的请求。延时的长度可包含在服务器的Retry-After头信息中
504	Gateway Time-out	充当网关或代理的服务器，未及时从远端服务器获取请求
505	HTTP Version not supported	服务器不支持请求的HTTP协议的版本，无法完成处理

 

GET和POST的区别？

1. GET提交的数据会放在URL之后，以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连，如EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST方法是把提交的数据放在HTTP包的Body中.
2. GET提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制），而POST方法提交的数据没有限制.
3. GET方式需要使用Request.QueryString来取得变量的值，而POST方式通过Request.Form来获取变量的值。
4. GET方式提交数据，会带来安全问题，比如一个登录页面，通过GET方式提交数据时，用户名和密码将出现在URL上，如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台机器，就可以从历史记录获得该用户的账号和密码.

GET和POST的应用场景：

 

操作方式	数据位置	明文密文	数据安全	长度限制	应用场景
GET	HTTP包头	明文	不安全	长度较小	查询数据
POST	HTTP正文	可明可密	安全	支持较大数据传输	修改数据

 

HTTP工作流程：

    一次HTTP操作称为一个事务，其工作过程可分为四步：

 

1）首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接，HTTP的工作开始。

 

2）建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。

 

3）服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

 

4）客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上，然后客户机与服务器断开连接。

 

如果在以上过程中的某一步出现错误，那么产生错误的信息将返回到客户端，有显示屏输出。对于用户来说，这些过程是由HTTP自己完成的，用户只要用鼠标点击，等待信息显示就可以了。

 

HTTP/1.1

1997年1月，HTTP/1.1 版本发布，只比 1.0 版本晚了半年。它进一步完善了 HTTP 协议，一直用到了20年后的今天，直到现在还是最流行的版本。

 

持久连接

1.1 版的最大变化，就是引入了持久连接（persistent connection），即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明Connection: keep-alive。

 

客户端和服务器发现对方一段时间没有活动，就可以主动关闭连接。不过，规范的做法是，客户端在最后一个请求时，发送Connection: close，明确要求服务器关闭TCP连接。

 

 

Connection: close

目前，对于同一个域名，大多数浏览器允许同时建立6个持久连接

 

 

 

关于Cookie

 cookie的用途及工作原理

那cookie具体能干什么呢？

cookie 将信息存储于用户硬盘，因此可以作为全局变量，这是它最大的一个优点。它最根本的用途是 Cookie 能够帮助 Web 站点保存有关访问者的信息，以下列举cookie的几种小用途。

• 保存用户登录信息。这应该是最常用的了。当您访问一个需要登录的界面，例如微博、百度及一些论坛，在登录过后一般都会有类似"下次自动登录"的选项，勾选过后下次就不需要重复验证。这种就可以通过cookie保存用户的id。
• 创建购物车。购物网站通常把已选物品保存在cookie中，这样可以实现不同页面之间数据的同步(同一个域名下是可以共享cookie的)，同时在提交订单的时候又会把这些cookie传到后台。
• 跟踪用户行为。例如百度联盟会通过cookie记录用户的偏好信息，然后向用户推荐个性化推广信息，所以浏览其他网页的时候经常会发现旁边的小广告都是自己最近百度搜过的东西。这是可以禁用的，这也是cookie的缺点之一。

 

缓存知识

1. 缓存相关概念：

缓存 : 凡是位于速度相差较大的两种硬件之间，用于协调两者数据传输速度差异的结构，均可称之为缓存（Cache）。

因为内存相对于硬盘读写速度更快，内存可以作为硬盘的缓存；同样的，硬盘读写速度远高于网络数据的读写速度，也可以将硬盘作为网络数据的缓存。在内存和硬盘之间，硬盘与网络之间，都存在某种意义上的Cache。

表现上，缓存载体与被缓存载体总是相对的，缓存设备成本高于被缓存设备，缓存设备速度高于被缓存设备，缓存设备容量远远小于被缓存设备。

缓存可以认为是数据的池子，是存储频繁使用的数据的临时的地方，缓存可以认为是原始数据的子集，它是从原始数据里复制出来的，并且为了能被取回，被加上了标志。

本地存储：

  就是本地磁盘 是指安装于同一台计算机主板上，不可随意插拔、移动的磁盘（硬盘），一般包括计算机操作系统所在分区及其他分区。

CDN:

CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络。其基本思路是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，使内容传输的更快、更稳定。通过在网络各处放置节点服务器所构成的在现有的互联网基础之上的一层智能虚拟网络，CDN系统能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容，解决 Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的响应速度。