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#网络 #网络协议

于 2021-11-05 16:46:24 首次发布

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本文详细介绍了网络通信的基础知识，包括网络层次模型（OSI七层、TCP/IP四层、五层模型）、HTTP与HTTPS的区别、HTTP请求类型、TCP的三次握手与四次挥手过程、UDP协议的特点以及常见的HTTP状态码。同时，讨论了IP地址分类，并概述了从浏览器输入URL到页面加载完成的整个过程，涉及域名解析、TCP连接建立、HTTP请求与响应、页面渲染及连接关闭。此外，还提及了网络安全在HTTP与HTTPS中的角色。

1、网络层次划分

除了标准的OSI七层模型以外，常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议，它们之间的对应关系如下图所示：
在这里插入图片描述
2. OSI七层网络模型
TCP/IP协议毫无疑问是互联网的基础协议，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。不管是OSI七层模型还是TCP/IP的四层、五层模型，每一层中都要自己的专属协议，完成自己相应的工作以及与上下层级之间进行沟通。由于OSI七层模型为网络的标准层次划分，所以我们以OSI七层模型为例从下向上进行一一介绍。
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2、http和https的区别

基本概念

HTTP（HyperText Transfer Protocol：超文本传输协议）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。简单来说就是一种发布和接收 HTML 页面的方法，被用于在 Web 浏览器和网站服务器之间传递信息。

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure：超文本传输安全协议）是一种透过计算机网络进行安全通信的传输协议。HTTPS 经由 HTTP 进行通信，但利用 SSL/TLS 来加密数据包。HTTPS 开发的主要目的，是提供对网站服务器的身份认证，保护交换数据的隐私与完整性。

HTTPS 默认工作在 TCP 协议443端口，它的工作流程一般如以下方式：
1、TCP 三次同步握手
2、客户端验证服务器数字证书
3、DH 算法协商对称加密算法的密钥、hash 算法的密钥
4、SSL 安全加密隧道协商完成
5、网页以加密的方式传输，用协商的对称加密算法和密钥加密，保证数据机密性；用协商的hash算法进行数据完整性保护，保证数据不被篡改。
在这里插入图片描述

HTTP 与 HTTPS 区别

HTTP 明文传输，数据都是未加密的，安全性较差，HTTPS（SSL+HTTP）数据传输过程是加密的，安全性较好。
使用 HTTPS 协议需要到 CA（Certificate Authority，数字证书认证机构）申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。证书颁发机构如：Symantec、Comodo、GoDaddy 和 GlobalSign 等。
HTTP 页面响应速度比 HTTPS 快，主要是因为 HTTP 使用 TCP 三次握手建立连接，客户端和服务器需要交换 3 个包，而 HTTPS除了 TCP 的三个包，还要加上 ssl 握手需要的 9 个包，所以一共是 12 个包。
http 和 https 使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是 80，后者是 443。
HTTPS 其实就是建构在 SSL/TLS 之上的 HTTP 协议，所以，要比较 HTTPS 比 HTTP 要更耗费服务器资源。

3、HTTP 协议包括哪些请求

GET：请求读取由URL所标志的信息。
POST：给服务器添加信息。
PUT：在给定的URL下存储一个文档。
DELETE：删除给定的URL所标志的资源。
　　HTTP 中， POST 与 GET 的区别
1）Get是从服务器上获取数据，Post是向服务器传送数据。
2）Get是把参数数据队列加到提交表单的Action属性所指向的URL中，值和表单内各个字段一一对应，在URL中可以看到。
3）Get传送的数据量小，不能大于2KB；Post传送的数据量较大，一般被默认为不受限制。
4）根据HTTP规范，GET用于信息获取，而且应该是安全的和幂等的。

4、TCP 三次握手

在TCP/IP协议中，TCP协议通过三次握手建立一个可靠的连接
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TCP四次挥手

客户端发送连接释放报文段，报文中FIN = 1, seq = u;
服务端接收到连接释放报文后发出确认报文，其中ACK = 1; seq = v; ack = u + 1;
服务端在发送完数据后，发送连接释放报文FIN = 1, seq = w, ack = u + 1;并停止向客户端发送数据。
客户端收到连接释放报文后，发送确认报文， ACK = 1; seq = u + 1; ack = w + 1;并且进入等待2MSL，防止服务端没有接收到确认报文，重传报文。并且使连接产生的报文都消失。

三次握手:
1.客户端向服务器发起链接请求(问是否可以连接)
2.服务器接受到请求后进行确认(允许连接)返回报文
3.客户端收到许可,建立连接

四次挥手:
1.主动方发送报文告知被动方要断开连接
2.被动方返回报文告知收到请求,准备断开
3.被动方发送报文给主动方告知准备就绪可以断开
4.主动方发送报文确定断开

为什么要四次挥手？

第一步，先停止向Server端发送数据，并等待Server的回复。但事情还没有完，虽然你自身不往Server发送数据了，但是因为你们之前已经建立好平等的连接了，所以此时他也有主动权向你发送数据；故Server端还得终止主动向你发送数据，并等待你的确认。其实，说白了就是保证双方的一个合约的完整执行！

使用TCP的协议：FTP（文件传输协议）、Telnet（远程登录协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、POP3（和SMTP相对，用于接收邮件）、HTTP协议等。

5、UDP协议

UDP用户数据报协议，是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。
UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象，实际应用中要求程序员编程验证。

使用UDP协议包括：TFTP（简单文件传输协议）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（域名解析协议）、NFS、BOOTP。
TCP 与 UDP 的区别：TCP是面向连接的，可靠的字节流服务；UDP是面向无连接的，不可靠的数据报服务。

6、http状态码

200：操作成功。
400：表示客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解;
404：资源，服务器未找到
500：表示服务器发生不可预期的错误，导致无法完成客户端的请求;
504：网关超时，服务器作为网关或代理，但是没有及时从上游服务器收到请求。

响应状态码
200：请求响应成功 200
3xx：请求重定向
重定向：你重新到我给你新位置去；
4xx：找不到资源 404
5xx：服务器代码错误 500 502:网关错误

7、IP地址分类

A类:1.0.0.0~126.255.255.255,默认子网掩码/8,即255.0.0.0 (其中127.0.0.0~127.255.255.255为环回地址,用于本地环回测试等用途)；
B类:128.0.0.0~191.255.255.255,默认子网掩码/16,即255.255.0.0；
C类:192.0.0.0~223.255.255.255,默认子网掩码/24,即255.255.255.0；
D类:224.0.0.0~239.255.255.255,一般于用组播
E类:240.0.0.0~255.255.255.255(其中255.255.255.255为全网广播地址),E类地址一般用于研究用途

8、常见面试题

当你在浏览器中地址栏输入地址并回车的一瞬间到页面能够展示回来，经历了如下：

1（域名解析）在客户端，浏览器输入地址后，首先会在windows系统文件的hosts中查找是否有对应的ip地址，如果没有则需要向DNS域名解析服务器询问该域名对应的ip地址。
2.（TCP三次握手）获取相应的ip地址后，客户端与服务器端建立TCP连接（三次握手），（网络层，数据链路层，物理层）

三次握手–>
第一次握手：客户端向服务器端发送一个SYN段，该段中包含客户端的初始序列号。
第二次握手：服务器端返回客户端SYN+ACK，该端中包含服务器端的初始序列号，ACK表示，已经确定收到客户端的SYN段。
第三次握手：客户端向服务器端响应一个ACK端，ACK表示，已经确定接受到服务器端的SYN段。
3.（建立起TCP连接后发起http请求）客户端向服务器端发送请求，包含请求行，请求头。主要的两种请求方式（GET与POST）
–>GET:请求能够携带的参数比较少，大小有限制，会在浏览器的URL地址栏显示数据的内容，不安全，但高效。
–>POST:请求能够携带的参数没有限制，大小没有限制，不会在浏览器的URL地址栏显示数据内容，安全，但不高效。
4.（服务器响应http请求）服务器处理请求，并返回响应，包含状态码，响应头，响应体。
5（浏览器解析http代码）浏览器收到响应，解析http代码渲染页面，并在浏览器页面展示出来。
6.（断开连接）http1.0短连接，http1.1长连接。