从一次浏览器的请求，了解计网的基本知识。 - Hzy的博客

下面是对计算机网络知识的一些总结与联系(文笔不好，哈哈哈哈!)，从浏览器输入url那一刻开始…

同时，我们先看看下面的图，这是我们数据包封装的过程，以及对应的模型层。

下面是一个数据包的穿衣服，脱衣服的故事。

应用层：我是一个数据包，在你输入url按下回车的那一刻我就产生了！`现在我要去哪？`

1.首先我们在浏览器输入了url，那url是啥呀？

url是统一资源定位符号，指定我们需要的资源在什么位置。

1.1 url由哪些部分组成？

url由[协议名]/[主机ip和端口]/[存放资源的主机路径]/[资源名称]

2. 但我们平时用的不是ip+端口，而是域名，而这就需要了解`域名系统`了,`域名系统:"数据包你请求的资源在xxxIP"`

2.1 那什么是DNS域名系统，它的作用是什么呢？

DNS域名系统是一个分布式数据库，它的作用就是帮助我们把ip地址映射成域名，方便我们人类的记忆和使用。

2.2 那那那DNS域名系统是如何工作的，是如何把`域名`映射成ip地址的？

我们可以把域名系统可以看成一颗很大的树,就长下面这个样子。

根域名服务器好像一共有13台，记录了所有的顶级域名服务器的ip和地址，听说最近中国也有自己的根域名服务器了！
只要有一台根域名服务器可以正常工作，整个域名系统就不会挂掉，
根域名下会有很多顶级域名。
顶级域名下面，又会有很多二级域名，就这样一层层..有很多的域名。

当然我们本地也有一个域名服务器，有一张域名IP缓存表，帮我们快速找到一些经常使用到的域名所对应的ip,省去解析的过程！

域名解析过程

输入hzeyuan.cn
电脑请求本地的域名服务器，DNS Cache中看看这个域名有没有缓存，在看看本地的host文件，有的话就返回ip查询结果。
没有的话,则发送DNS请求 根域名服务器，根域名服务器告诉它,在cn域名服务器下。
电脑又跑去问cn域名服务器，cn域名服务器告诉它，在hzeyuan.cn域名服务器下。
然后捏，电脑又屁颠屁颠的去找，hzeyuan.cn域名服务器。
这时，这个域名服务器告诉它，原来你找我啊，然后把ip告诉它，结束。

域名解析的过程就是上面这个样子，所以你能明白缓存的意义了吧，没缓存，你就得问来问去，效率很低!

2.3 明白域名解析过程后，那也得明白其中的安全问题。

1.域名劫持(DNS劫持)

简单说就是在域名解析的过程中，被人作了手脚，返回的ip不在是原来的ip了，而是攻击者修改后的ip。

1.1 方式：

本地DNS Cache 被或hosts文件被改，返回被改过的IP,GG。
本地里找不到，向根域名服务器发送请求，一层层往下找，在这过程中域名服务器被黑了，GG。

域名污染(域名欺骗)(域名缓存投毒)

2.1 前面说的电脑发送DNS请求,那在真正的请求到来之前，我伪造一个假的DNS应答给你，你当真不就GG了。

坏处：

结果可能就导致你访问的域名，回来的是一个钓鱼网站。

或者回来的是一个假的ip,让你上不了网。

网络层:现在知道目标ip啦，数据包:”我要怎么走呢？”

ps:(传输层tcp我们在解封数据包的数据在说!，假设现在数据包肚子里已经封装了tcp和http信息啦!)

3. 我们先来了解下ip协议。

3.1 什么是ip?

我们平常看到的IP像这样

171.48.163.10（十进制），

10101011，110000，10100011，1010(二进制)

由32位二进制，一个字节8位，由4个字节组成。

按照字段分可以分为网络号,主机号。

然后捏IP按照网络号可以分为5类:

A类 （0.0.0.0~127.0.0.0) ,子网掩码: 255.0.0.0
B类 (128.0.0.0~191.255.0.0),子网掩码: 255.255.0.0
C类 (192.0.0.0~223.255.255.0),子网掩码: 255.255.255.0
D类 (224.0.0.0~239.255.255.255)
E类 (240.0.0.0~255.255.255.254)

其实就是下面这个图

3.2 那什么是子网掩码?

听名字就知道跟子网有关系！
我们的主机号可以继续细分为子网号，主机号
然后我们使用子网掩码来区分，子网号和主机号的位数。
子网掩码中的1对应网络号和子网号，0对应主机号,通过给的子网掩码，路由就能知道要分配给哪个子网！

3.3 知道子网(内网)和外网，就应该知道什么是网关啦。

网关就是公网和内网之间的关卡，我们通过它与外面Internet相连，通常都是路由器可以完成网关的相关功能，因此我们通常说的网关就是路由器ip地址

3.4 那网关是如何把我们与外面Internet？

通过nat协议:全称 Network Address Translation,网络地址转换。

就是通过这个协议，把我们的内网分配的ip,转换成公网ip,与外界internet通信。
或者把公网ip，转换成内网分配的ip,让我们能收到外界internet的信息。
这样子就可以让许多机器，一个学校，一个公司，就用一个公用ip啦，就可以节省一些公网ip地址！

结论:数据包封装了ip的头部信息，然后来到了网关，网关发现数据包的终点不在本网络，准备放行，但在放行前需要知道，这个网关的MAC地址，于是我们就来到了链路层啦。

4. 链路层:APR协议，数据包想要知道MAC地址，需要通过APR协议才能知道！

4.1 什么是APR协议？

ARP协议：地址解析协议，我们可以通过他来将一个已经知道的ip地址，解析成MAC地址。

4.2 APR协议解析过程

第一种情况:两个ip地址在同一局域网。

主机A将请求包，以广播的形式发出，这样在同一局域网里的所有主机都能收到啦。
收到的主机再根据请求包是不是自己的，选择丢弃还是回应。
目标主机B确认发给是自己的，发送一个单播给主机A，这样主机A就知道主机B的MAC地址啦。

第二种情况，两个ip地址不在同一局域网。

主机A根据IP可以知道，目标ip是不是和自己在同一网络。
不是一个网络，那想要出关需要啥？当然是网关啦。
主机A就会把网关的MAC地址给带上,由网关(转发)来进行接下来的操作！
接下里就是网关之间的事情啦，网关之间会互相转发，同时也记录每一步的MAC地址，最后找到目标主机B的网关！

单播就是一点对一点的网络通信，广播就是一点对多点的网络通信。

4.3 APR缓存表

DNS有缓存表，APR肯定也有啊，不然每次都要查询多浪费啊。

缓存表中记录了 常用的ip地址对应的MAC地址。
当然缓存表中的记录是有时效的，一般为20分钟。

4.4 ARP包分析

直接贴图了

以太网目的地址=接收方地址: 请求时,ff-ff-ff-ff-ff-ff 为广播,返回时单播。
以太网原地址=发送方地址。

4.5 ARP协议常见的攻击

4.5.1 中间人攻击

啥叫中间人攻击 ？

简单说，就是中间商坑人，既能坑卖家(发送方)，也能坑买家(接收方),信息不对称。

发送方的ARP包，被坏蛋的机器劫了，因为坏蛋的主机，跟发送方说，我就是你要发送的目的地。
发送方，一脸懵逼，居然收到两个回复(不是应该只有一个吗)，然后选了一个最新的回复。
结果呢，发送方的ARP缓存表会记录坏蛋的主机的MAC地址，然后发送给他…

中间人攻击的影响 ?

一些明文，敏感信息被窃取。
可能导致断网，或者限速了，因为你的包经过了坏蛋的机器，它可以选择丢弃，或者进行一些处理。

5.现在网关放行啦，数据包就上路了，一路飞奔，来到目的地的网关！目的地的网关一看，地址没毛病，放行！接下来同样的，链路层，然后来到了`网络层`！

ps:到达目的地,接下来就是解封包的过程！

在传输层经常会遇到的两种协议，TCP和UDP，我们先来了解TCP协议。

5.1 什么是TCP协议，UDP协议？

TCP协议全称：(Transmission Control Protocol) 传输控制协议。 UDP协议全称：(User Datagram Protocol) 用户数据包协议。

5.2 UDP协议和TCP协议的区别(不同点)？

可靠性指的是:TCP协议中有专门的传递保证机制，但UDP协议不会。
连接性指的是:TCP协议会建立一个双方的通信通道，但UDP协议不会。
字节流和报文的区别：

TCP中的字节流：TCP中有一个发送缓冲区，数据流太长会切割成合适的长度发送。数据流太短，则等待缓冲到适合的长度在发送。且只有对方收到后才会发缓冲区中的数据删除。

UDP中的报文：UDP中的报文，不会拆分，也不会合并，一次性发送一个报文。

效率:TCP协议效率低，因为需要保证传输的可靠性，但UDP协议不用，只尽可能的传输。
双工:tcp协议中是双向的。UDP协议中，可以是双向的，也可以是一对多，或者多对多，因为UDP协议不用建立连接。

5.3 TCP数据包和UDP数据包的区别

TCP报文结构

UDP报文结构

观察后你就会发现

1.tcp包头部比udp头部长，一个为20字节，一个为8字节!!! udp包更省空间。
2.tcp包里面比udp多了好多东西！
序号(seq):每一个tcp都有自己的编号，这样就有顺序啦
确认号:就是确认下一次发送包的序号，在ACK标志为1的时候有效，通常:确认号=序号+1。
1. SYN:建立连接的标志
1. ACK:确认标志位,就是刚刚确认号为1有效的标志。
1. FIN:释放连接的标志。
tcp和udp中都有检验和，但在tcp中检验和是必须的，所以呢你会看到一个伪首部
但在UDP中检验不是必须的！

5.4 TCP协议是如何建立连接的?(三次握手)

三次握手，图解http

1.发送端：发送一个tcp包。

其中：标志位SYN=1，表示建立连接

2.接收端，收到一个tcp包。准备返回一个数据包。

其中这个数据包中标志位ACK和SYN都为1,为什么呢？

ACK=1,表示收到上面发送端发送过来的包。

SYN=1，表示接受端准备和发送端建立连接。

这两种情况以同一个数据包返回！

3.发送端:收到:接受端发送过来的包(SYN/ACK)

这时，发送端就知道，接受端已经收到刚刚自己发送的包啦！

同时，发送端，还得告诉接收端，你发给我的包，我也收到啦！

这时候双方都确认了对方的通信和接受能力，就可以建立连接啦！

5.3 为什么需要三次握手而不是两次？

因为只有三次双方才都能确认对方与自己的接受能力是正常的！

5.4 TCP释放(终止)连接(四次挥手)

四次挥手

1.假设客户端为主动方。客户端首先发送一个报文。

此时，客户端进入FIN_WAIT_1状态

其中标志位FIN=1，表示我准备要断开连接啦，我没啥数据要发给你的！。

Ack=Z,表示:下一个想要收到的包的序列号为Z

Seq,表示:这个包的序列号。

2.服务器端收到包，就知道客户端已经准备断开客户端到服务端的连接

但服务端到客户端的连接还没有断开。(这时候可能服务端还有要给客户端发送的数据！)

服务端发送一个数据包(ACK=1)，表示：客户端，我知道啦，你断开就断开吧！

此时，客户端进入FIN_WAIT_2状态

3.等服务端没有数据要发送时,服务端也准备断开连接了。

会在发送一个报文(标志位FIN=1),给客户端。

表示，我也想要断开连接啦！

此时，服务端进入LAST_ACK状态。

4.客户端确认收到报文后。

此时,客户端进入TIME_WAIT状态

客户端等待一段时间，发现没有收到任何回复，就断开连接啦。

5.5 为什么挥手需要四次，而握手只需要三次呢？

仔细看三次握手会发现在第二次握手时：

服务端返回的报文是(SYN+ACK) 但在四次挥手中，在第二挥手和第三次挥手中：

服务端第二次挥手:发送的是ACK报文，表示收到来自客户端的报文。

服务端第三次挥手:发送的是FIN报文，表示可以断开连接。

区别就在这，挥手时服务端可能还有数据需要发送给客户端，所以不能立刻断开连接！但握手时，不需要这样，只需要确认发送和接受功能正常就OK啦。

于是呢服务端，先告诉客户端，我收到你的消息啦。

等服务端想断开时，在去通知客户端！

5.6 为什么最后挥手的时候，客户端需要等待一段时间在断开呢？

因为客户端必须确认服务端已经收到自己发送的报文，才能放心的断开连接！

假设客户端不等待，直接断开连接，如果服务端没有收到来自客户端的报文，服务端，会重新不停的发送FIN报文…
所以呢，如果客户端等待一段时间又收到来自己服务端的FIN报文，说明刚刚的报文服务端没有收到。会重新发送一个ACK报文。

5.7 什么SYN攻击？

5.7.1 首先知道什么是`半连接`

发生在TCP第三次握手之前的过程称为半连接。

SYN攻击就是发生在半连接中。

SYN攻击就是伪造大量不存在的ip，向服务器发送SYN报文。

服务器很蠢，不知道这些ip是伪造的，会一直回复直至超时！

伪造的SYN包会长时间占用未连接队列，导致正常的请求被丢弃！

结果就会造成服务器负担过重而宕机或者处理速度很慢！

5.8 TCP协议是如何保证可靠传输的？

1.TCP是面向字节流的，包会按照切割或者合并成合适的大小在发送。
2.TCP发送的包会进行编号，是有序的。
3.校验和，会按照一定的算法，检验报文是否遭到了改动，发生变化，选择是否丢弃这个报文。
4.TCP会丢掉重复的数据,根据序列号。
5.TCP为了保证可靠性,每发送一个分组，就会停止确认对方收到后才继续发送！但是如果对方一直不回复呢？
6.发送方会有一个计时器，当超时就会重新发送刚刚没有收到回复的分组！这就是超时重传！但这样效率好像不太高，那还有什么其他办法呢？
7.每次都要发送一个包都要确认太麻烦啦，于是就有了发送一个次连续发送多个分组，接受方只要确认最新的分组，就默认前面的分组都收到啦！这就是ARQ协议，这样的缺点就是前面的分组要是丢了呢！那就又变成了超时重传了。
8.快重传和快恢复:当丢包的时候呢，发送方是不知道的，但接受方是知道的，因为受到了不连续的分组，于是呢，他就会重复发送同一个(序号)确认，试图告诉发送方，你丢包啦！发送看到后就会重新发送这个分组,这就是快重传,接受方收到后，在把不连续的分组，使其有序，这就是快恢复。

6.网络层过后就是传输层啦，但我们已经知道了传输层中的UDP和TCP，现在要了解下应用层中的http协议，也是我们最近常接触到的。

6.1 什么是http协议？

http协议(超文本传输协议)，基于TCP/IP来传递数据。

是一种无状态协议，想要管理状态就需要使用Cookie。

简单说http的历程

http/0.9,简单的传输html，只有get。

http/1.0,正式版，默认短连接，有了post,head,请求有版本和头部，响应有状态和头部，可以传输不html,text，图片等更多的类型。

http/1.1 默认长连接，可以同时开多了tcp连接，有了更多的缓存策略。

谷歌研发的SPDY协议，优化了http/1.1的一些缺点，请求有优先级，可以让页面优先显示出来，采用多路复用的技术,压缩头部,降低延迟。

6.2 http报文格式？

http报文可以分两类，`请求报文`和`响应报文`.

请求报文

请求行，请求首部，空行，报文主体

响应报文

响应行，响应首部，空行，报文主体

列举一些常见的请求头字段

Accept :浏览器接受的MIME类型
Accept-Encoding: 支持的编码
Accept-Language: 最好是xxx语言
Content-Length: 主体内容长度
Connection:是否持久连接(Keep-Alive)
User-Agent:浏览器信息

F12可以慢慢看。

6.3 常见的状态码，请求方法。

常见状态码,1到5，共5种。

1xx 信息性状态码
2xx 成功状态码，最常见的200。
3xx 重定向状态码，常见的302临时重定向。
4xx 客户端错误状态码，常见的404，找不到网页，400 请求错误。
5xx 服务器错误状态码常见的500，服务器代码有bug,请求发生错误。

常见的请求方法

get ,获取资源
post ,向服务器传输数据请求处理,像表单这些。
put 也是想服务器传输数据请求处理，但是将资源完全替换。
head ,请求报文头部。
delete,删除某个资源(URI)。

6.5 什么是长连接(持久连接)，什么是短连接。

http长连接可以看成tcp(长连接)，http1.0默认为长连接。

建立连接 — 传输数据 - 断开连接 … 建立连接 - 传输数据 -断开连接.

传一数据就断开连接，每次都要建立断开连接，显得有点浪费时间。

双方需要频繁操作的时候，像数据库的连接。

http长连接可以看成tcp(长连接)，http1.1默认为长连接。

建立连接 - 传输数据 … (保持连接) … 断开连接

维持连接保持数据传输，但太多的连接会给服务器造成太大压力。

用户很多，不同频繁操作的时候。

6.6 https和http的区别？

https就是在http的基础上，加入了安全套接层。加密数据，不在是明文传输！

6.7 https是如何加密的？

得先知道什么是对称加密:就是你我都共用一把钥匙开门解锁。

非对称加密: 公钥加密，只有私钥能解开，同样私钥加密公钥可以解开。

啥是CA? ,CA就是证书授权中心，第一个第三方机构。他发给你的证书叫CA证书。证书里面有你的基本信息和公钥。

那啥事数字摘要？就是把一串明文，用hash加密成固定长度的密文，稍微改动结果就会大不一样。

那啥是数字签名?，都说是签名了，CA在数字摘要上，用自己的私钥加密,叫数字签名。

那啥叫数字证书？数字证书 = 数字签名+原始信息。

加密过程，先非对称加密在对称加密传输。

客户端发送请求。
服务端返回数字证书。如何保证途中的数字证书没被改过，就是上面的数字签名的作用了。
客户端用CA验证证书，看是否被篡改了。
ok，数字证书没问题。客户端随机生成一个秘钥，用公钥进行加密。
服务端收到后，用自己的私钥解密，得到秘钥！
然后双方就这个对称秘钥进行通信。

具体为什么需要这么多这些，签名啊，摘要啊，都是为了保证传输时的可靠，具体原因可以看下面的文章。

深入理解 https 通信加密过程

7.总结

客户端到服务器，一个个数据包，自顶向下:层层封装，在底向上:层层解封，就这样完成了一次次传递。
网络中的每层模型都有对应的作用，同时，每个协议都有自己出现的背景及原因，以及设计时存在的一些漏洞。
对自己所学的计网的知识进行了一些梳理和总结，有一个大概的轮廓。当然还有好多协议，还需日后细细的研究。

下面是对计算机网络知识的一些总结与联系(文笔不好，哈哈哈哈!)，从浏览器输入url那一刻开始…

下面是一个数据包的穿衣服，脱衣服的故事。

应用层：我是一个数据包，在你输入url按下回车的那一刻我就产生了！现在我要去哪？

1.首先我们在浏览器输入了url，那url是啥呀？

1.1 url由哪些部分组成？

2. 但我们平时用的不是ip+端口，而是域名，而这就需要了解域名系统了,域名系统:"数据包你请求的资源在xxxIP"

2.1 那什么是DNS域名系统，它的作用是什么呢？

2.2 那那那DNS域名系统是如何工作的， 是如何把域名映射成ip地址的？

域名解析过程

2.3 明白域名解析过程后，那也得明白其中的安全问题。

网络层:现在知道目标ip啦，数据包:”我要怎么走呢？”

3. 我们先来了解下ip协议。

3.1 什么是ip?

3.2 那什么是子网掩码?

3.3 知道子网(内网)和外网，就应该知道什么是网关啦。

3.4 那网关是如何把我们与外面Internet？

结论:数据包封装了ip的头部信息，然后来到了网关，网关发现数据包的终点不在本网络，准备放行，但在放行前需要知道，这个网关的MAC地址，于是我们就来到了链路层啦。

4. 链路层:APR协议，数据包想要知道MAC地址，需要通过APR协议才能知道！

4.1 什么是APR协议？

4.2 APR协议解析过程

4.3 APR缓存表

4.4 ARP包分析

4.5 ARP协议常见的攻击

5.现在网关放行啦，数据包就上路了，一路飞奔，来到目的地的网关！目的地的网关一看，地址没毛病，放行！接下来同样的，链路层，然后来到了网络层！

5.1 什么是TCP协议，UDP协议？

5.2 UDP协议和TCP协议的区别(不同点)？

5.3 TCP数据包和UDP数据包的区别

5.4 TCP协议是如何建立连接的?(三次握手)

5.3 为什么需要三次握手而不是两次？

5.4 TCP释放(终止)连接(四次挥手)

5.5 为什么挥手需要四次，而握手只需要三次呢？

5.6 为什么最后挥手的时候，客户端需要等待一段时间在断开呢？

5.7 什么SYN攻击？

5.7.1 首先知道什么是半连接

5.8 TCP协议是如何保证可靠传输的？

6.网络层过后就是传输层啦，但我们已经知道了传输层中的UDP和TCP，现在要了解下应用层中的http协议，也是我们最近常接触到的。

6.1 什么是http协议？

6.2 http报文格式？

http报文可以分两类，请求报文和响应报文.

6.3 常见的状态码，请求方法。

6.5 什么是长连接(持久连接)，什么是短连接。

6.6 https和http的区别？

6.7 https是如何加密的？

7.总结

如果有什么说的不对的地方，或者需要改进的地方可以告诉我！感谢阅读

参考文章

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应用层：我是一个数据包，在你输入url按下回车的那一刻我就产生了！`现在我要去哪？`

2. 但我们平时用的不是ip+端口，而是域名，而这就需要了解`域名系统`了,`域名系统:"数据包你请求的资源在xxxIP"`

2.2 那那那DNS域名系统是如何工作的，是如何把`域名`映射成ip地址的？

5.现在网关放行啦，数据包就上路了，一路飞奔，来到目的地的网关！目的地的网关一看，地址没毛病，放行！接下来同样的，链路层，然后来到了`网络层`！

5.7.1 首先知道什么是`半连接`

http报文可以分两类，`请求报文`和`响应报文`.