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计算机网络学习笔记

• 计算机网络学习笔记
  • HTTP协议：
  • TCP/IP协议簇
  • ARP协议 网络层协议
  • 正向代理与反向代理
  • web服务器与web框架以及web应用的区别
  • Nginx简单操作
  • 密钥加密过程

HTTP协议：

HTTP(hyper text transfer protocol) 超文本传输协议，是网络服务端与客户端之间用于传输 超文本(语音、视频、超链接) 的一种协议。通过对于不同 request 请求，响应不同的传输内容。

• status code:
  • 200: OK,表示 request 请求正常被接受。
  • 300: 永久移动。 此响应代码表示所请求资源的URL已永久更改。
  • 401: 未认证。
  • 403: 被禁止访问。
  • 404: NOT FOUND。
  • 500: 内部服务器错误。服务器遇到了它不知道如何处理的情况。

TCP/IP协议簇

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议 不仅仅指的是 TCP 和 IP 两个协议，而是指一个由 FTP、SMTP、TCP、UDP、IP 等协议构成的协议簇，同时是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的 IP协议 和传输层的 TCP协议 组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

• TCP
  • 三次握手
    1、第一次握手：Client 将标志位 SYN 置为1，随机产生一个值 seq=J，并将该数据包发送给 Server，Client进入 SYN_SENT 状态，等待Server确认。
    2、第二次握手：Server 收到数据包后由标志位 SYN=1 知道 Client 请求建立连接， Server 将标志位 SYN 和 ACK 都置为1，ack=J+1，随机产生一个值 seq=K ，并将该数据包发送给 Client 以确认连接请求，Server 进入 SYN_RCVD 状态。
    3、第三次握手：Client收到确认后，检查ack 是否为J+1，ACK 是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查 ack 是否为K+1，ACK 是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

  三次握手保证了服务端与客户端双方都确认了通信的建立，可以类比网络语音。

  • 四次挥手
    1、第一次挥手，客户端设置 seq 和 ACK ,向服务器发送一个 FIN(终结)报文段。此时，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态，表示客户端没有数据要发送给服务端了。
    2、第二次挥手，服务端收到了客户端发送的 FIN 报文段，向客户端回了一个 ACK 报文段。
    3、第三次挥手，服务端向客户端发送 FIN 报文段，请求关闭连接，同时服务端进入 LAST_ACK 状态。
    4、第四次挥手，客户端收到服务端发送的 FIN 报文段后，向服务端发送 ACK 报文段,然后客户端进入 TIME_WAIT 状态。服务端收到客户端的 ACK 报文段以后，就关闭连接。此时，客户端等待 2MSL（指一个片段在网络中最大的存活时间）后依然没有收到回复，则说明服务端已经正常关闭，这样客户端就可以关闭连接了。

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• TCP header
  如图所示，数据在不同层级名字有所不同，同一个数据包在应用层、传输层、网络层、链接层的名称分别为：包(Packet)、段(Segment)、包(Packet)、帧(Frame)。有时为了方便，可统称为数据包。

  

  TCP header 具体结构如下图所示

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  一个TCP header一般含有20个字节，分5行，每行4个字节。第一行记录发送端端口号以及接收端端口号，每个端口号各占两个字节，即TCP一共可以使用 2^16 = 65536个端口。第二、三行的Sequence Number和ACK number以及第四行的各种Flag用于建立和断开TCP连接。

ARP协议 网络层协议

• ARP(address resolution protocol)地址解析协议：根据目的IP地址请求目的MAC地址，完成由IP地址至MAC地址的映射。
• ARP使用过程：
  • 检查ARP高速缓存，如果缓存内没有对应IP地址表项，则封装目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的帧并在局域网内广播。目的主机收到请求后就会向源主机单播一个ARP响应分组。源主机收到后写入ARP缓存（10-20 min更新一次）

正向代理与反向代理

• 正向代理：指代理对象为客户端，服务端不知道真实的客户端是谁。(如向马云借钱)是通常意义上的代理。
• 反向代理：指代理对象为服务端，客户端不清楚具体提供服务的服务器地址。(如拨打10086)

web服务器与web框架以及web应用的区别

• web服务器：一般用于接受浏览器发送的 HTTP request 并返回相应 response。主要功能在于维护客户端与服务端信息通道，主要挑战在于大量数据的同时并发处理。
• web框架：主要用于开发web应用，实现业务逻辑。
• web应用：根据web服务器接受的请求，确定要返回的内容，并将其传给web服务器

Nginx简单操作

• 启动：

  • 直接使用nginx命令
  • 使用service nginx start将nginx当做后台服务运行

• 控制：

  • nginx -s signal 其中signal可以为以下四种

    • stop:fast shutdown
    • quit:graceful shutdown
    • reload:reloading the configuration file
    • reopen:reopening the log files

    注意：nginx支持配置文件的在线更改，使用nginx -s reload即可直接切换至新配置，不同中断已有服务。

• 配置：

  • nginx配置文件位于/etc/nginx/nginx.conf，其格式以及使用参考官方文档

密钥加密过程

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