七层网络协议
tcp，udp
TCP简介
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。它确保数据包按顺序且无误地传送到接收方。TCP的主要特性包括：
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连接建立：TCP是面向连接的协议，这意味着在发送数据之前，通信双方需要先建立一个连接。这通常通过“三次握手”机制完成。
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第一次握手：客户端向服务器发送一个SYN（同步序列号）包，请求建立连接。
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第二次握手：服务器收到SYN包后，回复一个SYN-ACK包，确认收到请求，并向客户端发送自己的SYN请求。
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第三次握手：客户端收到服务器的SYN-ACK包后，发送一个ACK包确认收到服务器的请求。此时，连接建立完成，双方可以开始数据传输。
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可靠性：TCP确保数据的可靠传输。每个数据包都有一个序列号，接收方会发送确认包（ACK）确认收到数据。如果发送方没有在规定时间（有定时器）内收到确认包，它会重新发送数据包。
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流量控制：TCP使用流量控制机制，确保发送方不会淹没接收方，避免网络拥塞。
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拥塞控制：TCP采用各种拥塞控制算法（如慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复）来管理网络拥塞。
四次挥手
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第一次挥手： Client端发起挥手请求，向Server端发送标志位是FIN报文段，设置序列号seq，此时，Client端进入
FIN_WAIT_1状态，这表示Client端没有数据要发送给Server端了。 -
第二次分手：Server端收到了Client端发送的FIN报文段，向Client端返回一个标志位是ACK的报文段，ack设为seq加1，Client端进入
FIN_WAIT_2状态，Server端告诉Client端，我确认并同意你的关闭请求。 -
第三次分手： Server端向Client端发送标志位是FIN的报文段，请求关闭连接，同时Client端进入
LAST_ACK状态。 -
第四次分手 ： Client端收到Server端发送的FIN报文段，向Server端发送标志位是ACK的报文段，然后Client端进入
TIME_WAIT状态。Server端收到Client端的ACK报文段以后，就关闭连接。此时，Client端等待2MSL的时间后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，Client端也可以关闭连接了。
为什么四次挥手
确保数据在关闭过程中能够被完整传输，同时也允许延迟的数据包在关闭后仍然能够被接收
UDP简介
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接的、简单的传输层协议。与TCP不同，UDP不提供数据包的顺序保证或重传机制。UDP的主要特性包括：
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无连接性：UDP的无连接特性使得数据可以快速传输。发送方无需等待接收方的响应，可以直接发送数据报。这种机制减少了延迟，但也带来了数据包丢失的风险。
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不可靠性：UDP不提供数据包的顺序保证，也不处理丢失的数据包。
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低延迟：由于UDP的简化机制，它的传输延迟较低，非常适合实时应用。
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数据报分组：UDP将数据分割成小的数据报，每个数据报独立传输。
TCP的应用场景
TCP适用于需要高可靠性和数据顺序保证的场景：
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文件传输：如FTP和HTTP，文件传输需要确保数据的完整性和顺序性，TCP的可靠传输机制非常适合。
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电子邮件：SMTP协议基于TCP，确保邮件内容完整无误地传输到收件人。
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远程登录：如SSH和Telnet，远程登录需要保证命令的顺序执行和响应的正确性，TCP能够提供这种保障。
UDP的应用场景
UDP适用于对传输速度要求较高、容忍一定数据丢失的场景：
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视频流媒体：如YouTube和Netflix，视频流媒体对数据传输的实时性要求高，UDP能够减少延迟，提高用户体验。
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在线游戏：游戏中的实时交互对延迟非常敏感，UDP的低延迟特性使其成为在线游戏的首选。
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DNS查询：DNS查询需要快速响应，UDP的简单机制能够满足这一需求。
tcp 的可靠性怎么保证
TCP确保数据的可靠传输。每个数据包都有一个序列号，接收方会发送确认包（ACK）确认收到数据。如果发送方没有在规定时间（有定时器）内收到确认包，它会重新发送数据包。
TCP协议是如何保证可靠传输的，有哪些机制？
TCP协议主要通过以下几点来保证传输可靠性：连接管理、序列号、确认应答、超时重传、流量控制、拥塞控制。
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连接管理：即三次握手和四次挥手。连接管理机制能够建立起可靠的连接，这是保证传输可靠性的前提。
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序列号：TCP将每个字节的数据都进行了编号，这就是序列号。序列号的具体作用如下：能够保证可靠性，既能防止数据丢失，又能避免数据重复。能够保证有序性，按照序列号顺序进行数据包还原。能够提高效率，基于序列号可实现多次发送，一次确认。
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确认应答：接收方接收数据之后，会回传ACK报文，报文中带有此次确认的序列号，用于告知发送方此次接收数据的情况。在指定时间后，若发送端仍未收到确认应答，就会启动超时重传。
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超时重传：超时重传主要有两种场景：数据包丢失：在指定时间后，若发送端仍未收到确认应答，就会启动超时重传，向接收端重新发送数据包。确认包丢失：当接收端收到重复数据(通过序列号进行识别)时将其丢弃，并重新回传ACK报文。
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流量控制：接收端处理数据的速度是有限的，如果发送方发送数据的速度过快，就会导致接收端的缓冲区溢出，进而导致丢包。为了避免上述情况的发生，TCP支持根据接收端的处理能力，来决定发送端的发送速度。这就是流量控制。流量控制是通过在TCP报文段首部维护一个滑动窗口来实现的。
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拥塞控制：拥塞控制就是当网络拥堵严重时，发送端减少数据发送。拥塞控制是通过发送端维护一个拥塞窗口来实现的。可以得出，发送端的发送速度，受限于滑动窗口和拥塞窗口中的最小值。拥塞控制方法分为：慢开始，拥塞避免、快重传和快恢复。
什么是TCP粘包？
TCP 粘包是指在 TCP 协议传输数据时，出现的一种数据粘连、边界不清晰的现象，就可能导致数据解析错误。例如，原本应该是两个独立的消息，一个是用户登录消息，一个是用户查询消息，由于粘包现象，接收方可能将这两个消息当作一个消息来解析，从而导致登录信息和查询信息混乱，无法正确处理用户的请求。
粘包的问题出现是因为不知道一个用户消息的边界在哪，如果知道了边界在哪，接收方就可以通过边界来划分出有效的用户消息。
一般有三种方式分包的方式：
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固定长度的消息；
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特殊字符作为边界；
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自定义消息结构。
固定长度的消息
这种是最简单方法，即每个用户消息都是固定长度的，比如规定一个消息的长度是 64 个字节，当接收方接满 64 个字节，就认为这个内容是一个完整且有效的消息。
但是这种方式灵活性不高，实际中很少用。
特殊字符作为边界
我们可以在两个用户消息之间插入一个特殊的字符串，这样接收方在接收数据时，读到了这个特殊字符，就把认为已经读完一个完整的消息。
HTTP 是一个非常好的例子。
HTTP 通过设置回车符、换行符作为 HTTP 报文协议的边界。
有一点要注意，这个作为边界点的特殊字符，如果刚好消息内容里有这个特殊字符，我们要对这个字符转义，避免被接收方当作消息的边界点而解析到无效的数据。
自定义消息结构
我们可以自定义一个消息结构，由包头和数据组成，其中包头包是固定大小的，而且包头里有一个字段来说明紧随其后的数据有多大。
比如这个消息结构体，首先 4 个字节大小的变量来表示数据长度，真正的数据则在后面。
struct {
u_int32_t message_length;
char message_data[];
} message;
当接收方接收到包头的大小（比如 4 个字节）后，就解析包头的内容，于是就可以知道数据的长度，然后接下来就继续读取数据，直到读满数据的长度，就可以组装成一个完整到用户消息来处理了。
HTTPS相对于HTTP有什么优势？
HTTPS 使用 SSL/TLS 协议对数据进行加密。在数据传输过程中，数据会被加密成一串乱码，只有合法的接收方才能使用相应的密钥将其解密还原为原始数据。这就防止了数据在传输过程中被窃取或篡改，保护了用户的隐私和数据安全。比如，用户在进行网上银行转账时，使用 HTTPS 可以确保转账金额、账号等敏感信息不被他人窃取。
还有，HTTPS 要求服务器拥有由权威证书颁发机构颁发的数字证书。客户端在与服务器建立连接时，会验证服务器的证书，以确保连接的服务器是真实可靠的，而不是假冒的。这可以有效防止用户访问到钓鱼网站，避免用户的账号、密码等信息被窃取。
同时，HTTPS 通过数字签名等技术来确保数据的完整性。在数据传输过程中，一旦数据被篡改，接收方就可以通过验证数字签名发现数据的变化，从而拒绝接受被篡改的数据，保证数据的准确性和完整性。
HTTP存在哪些安全问题，HTTPS通过什么机制解决安全问题？
HTTP 由于是明文传输，所以安全上存在以下三个风险：
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窃听风险，比如通信链路上可以获取通信内容，用户号容易没。
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篡改风险，比如强制植入垃圾广告，视觉污染，用户眼容易瞎。
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冒充风险，比如冒充淘宝网站，用户钱容易没。
HTTPS 在 HTTP 与 TCP 层之间加入了 SSL/TLS 协议，可以很好的解决了上述的风险：
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信息加密：交互信息无法被窃取，但你的号会因为「自身忘记」账号而没。
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校验机制：无法篡改通信内容，篡改了就不能正常显示，但百度「竞价排名」依然可以搜索垃圾广告。
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身份证书：证明淘宝是真的淘宝网，但你的钱还是会因为「剁手」而没。
http1.1，http2.0，https
HTTP1.0：
浏览器与服务器只保持短暂的连接，浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接
HTTP1.1：
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引入了持久连接，即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用
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虽然允许复用TCP连接，但是同一个TCP连接里面，所有的数据通信是按次序进行的，服务器只有处理完一个请求，才会接着处理下一个请求。如果前面的处理特别慢，后面就会有许多请求排队等着
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新增了新的请求方法 -------- option、put 、delete
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新增了一些新的请求头和响应头
HTTP2.0：
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传输采用二进制格式而非文本格式
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TCP连接实现多路复用，也不需要有序按照请求次序依次返回
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使用报头压缩，降低传输开销
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服务器推送
介绍下 HTTPS 中间人攻击
http是明文传输，并且没有服务器证书验证，https是加密传输，并且有服务器证书验证
https 协议由 http + ssl 协议构成。
HTTP的中间人攻击过程如下：
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服务器向客户端发送公钥。
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攻击者截获公钥，保留在自己手上。
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然后攻击者自己生成一个【伪造的】公钥，发给客户端。
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客户端收到伪造的公钥后，生成加密 hash 值发给服务器。
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攻击者获得加密 hash 值，用自己的私钥解密获得真秘钥。
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同时生成假的加密 hash 值，发给服务器。
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服务器用私钥解密获得假秘钥。
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服务器用加秘钥加密传输信息
防范方法： 服务端在发送浏览器的公钥中加入 CA 证书，浏览器可以验证 CA 证书的有效性
HTTPS 通信的具体流程
三次握手是建立TCP可靠通信的， 四次挥手是断开TCP可靠通信的
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第一步：客户端向服务端发起请求
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客户端生成随机数R1 发送给服务端;
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告诉服务端自己支持哪些加密算法;
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第二步：服务端向客户端发送数字证书
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服务端生成随机数R2;
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客户端支持的加密算法中选择一种双方都支持的加密算法，也就是生成会话秘钥的算法
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服务端生成把证书、随机数R2、会话密钥生成算法，一同发给客户端
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第三步：客户端验证数字证书，生成秘钥
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验证证书合法性，包括证书是否吊销、是否到期、域名是否匹配，通过后则进行后面的流程
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获取数字证书的公钥、随机数R2、会话密钥生成算法
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生成一个随机数R3。
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用服务端证书的公钥加密随机数R3并发送给服务端。
数字证书：主要包含证书发布机构，证书有效期，公钥，证书所有者，签名使用的算法，指纹以及指纹算法。数字证书可以保证里面的公钥一定是证书持有者的。
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第四步：服务器得到会话密钥
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服务器用私钥解密客户端发过来的随机数R3
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根据会话秘钥算法使用R1、R2、R3生成会话秘钥
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第五步：客户端与服务端进行加密会话
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客户端用自己的会话秘钥加密数据后发送给服务端（
客户端加密数据发给服务端） -
服务端用自己的会话密钥解密客户端发送的数据; （
服务端对加密数据进行解密） 再用自己的会话密钥把响应的数据加密发送给客户端。（服务端将返回数据加密再发给客户端） -
客户端用自己的会话密钥解密响应数据;（
客户端解密响应数据）
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用了 HTTPS 会被抓包吗？
HTTPS 的数据是加密的，常规下抓包工具代理请求后抓到的包内容是加密状态，无法直接查看。
但是，正如前文所说，浏览器只会提示安全风险，如果用户授权仍然可以继续访问网站，完成请求。因此，只要客户端是我们自己的终端，我们授权的情况下，便可以组建中间人网络，而抓包工具便是作为中间人的代理。通常 HTTPS 抓包工具的使用方法是会生成一个证书，用户需要手动把证书安装到客户端中，然后终端发起的所有请求通过该证书完成与抓包工具的交互，然后抓包工具再转发请求到服务器，最后把服务器返回的结果在控制台输出后再返回给终端，从而完成整个请求的闭环。
既然 HTTPS 不能防抓包，那 HTTPS 有什么意义？ HTTPS可以防止用户在不知情的情况下通信链路被监听，对于主动授信的抓包操作是不提供防护的，因为这个场景用户是已经对风险知情。
说说 HTTP1.0/1.1/2.0 、与HTTPS的区别、HTTPS 通信的具体流程-优快云博客
DNS查询
1.客户机（PC）向首选DNS服务器（首选DNS服务器是指当前你的PC机连接的DNS服务器，Windows可以使用ipconfig命令查看）发起请求：”你知道www.benet.com的IP吗？“如果首选DNS服务器知道（一般如果首选DNS服务器曾经解析过，那么会进行一段时间内的缓存，默认三天，如果正好在缓存时间内，那么首选服务器就会知道这个域名的IP），那么首选DNS 服务器就会直接给客户机返回域名的IP 地址
2.若首选DNS 服务器上没有相关信息，就不能直接返回域名的IP 地址，这时候，首选DNS 服务器就会去询问根DNS服务器（所有的DNS 服务器都知道全球的13 台DNS根服务器在哪里），根服务器可能不知道这个具体的 www.benet.com 的IP地址，但是它知道一级域 com 的IP（也就是说根服务器只负责维护所有的一级域，所以也就几百条数据在这里，虽然数据量少，但是它接受来自全球的请求，所以负载也很大）
3.根服务器将com 的IP地址返回给 首选DNS 服务器
4.首选DNS服务器再去请求 "com" DNS服务器：”你知道 www.benet.com的IP吗“，但是com DNS服务器也不知道 www.benet.com 的IP，但是com DNS 服务器知道 benet.com 的IP，
5.”com“DNS服务器将这个信息返回给 首选DNS 服务器
6.首选DNS服务器再去请求 "benet.com" DNS服务器，这时候 benet.com 服务器当然就会知道 www.benet.com的IP地址
7.”benet.com“DNS服务器将这个信息返回给首选DNS 服务器
8.首选DNS 服务器将获取到的 www.benet.com的IP返回给客户机
9.客户机根据获取到的www.benet.com 的IP地址来访问WEB服务器
10.WEB服务器返回相关的数据
DNS劫持
通过攻击域名解析服务器（DNS），篡改域名解析结果，使得用户访问目标网站时跳转到其他页面。简单来说，就是网络中的“坏人”把你的网址指向了错误的地址。
拓展：
TCP/IP四层模型
TCP/IP 四层模型是目前被广泛采用的一种模型，由以下 4 层组成：应用层、传输层、网络层、网络接口层 
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应用层（Application Layer）类似于 OSI 模型中的应用层，负责处理用户与网络应用程序之间的通信。它包括诸如 HTTP、FTP、SMTP 等协议，用于实现不同类型的网络服务和应用。
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传输层（Transport Layer）：与 OSI 模型中的传输层相对应，提供端到端的数据传输服务。在 TCP/IP 模型中，主要有两个协议：TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议），用于确保可靠的数据传输和简单的数据传输。
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网络层（Internet Layer）：相当于 OSI 模型中的网络层，负责数据包的路由和转发。它使用 IP（Internet Protocol）协议来定义数据包的传输路径，并处理不同网络之间的通信。
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网络接口层（Link Layer）：与 OSI 模型中的数据链路层和物理层相对应，负责管理网络硬件设备和物理媒介之间的通信。它包括以太网、Wi-Fi、蓝牙等各种物理层和数据链路层协议。
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