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title: 计算机网络 date: 2018-11-21 10:56:52 tags: - 基础 - 网络 categories: - 计算机科学

目录 start

1. 网络
   1. 相关书籍和资源
2. 五层模型
   1. 物理层
   2. 数据链路层
   3. 网络层
      1. IP
      2. ARP
   4. 传输层
      1. TCP
      2. UDP
      3. 对比
   5. 应用层
      1. HTTP
      2. Websocket
      3. 网络延迟
      4. TTFB
      5. URL
      6. DNS
3. Socket
4. 单播 多播 组播
   1. 组播
5. 代理
   1. 正向代理
   2. 反向代理
   3. 透明代理
   4. WebDAV
   5. WebAssembly
6. 工具
   1. Fiddler
   2. Wireshark
7. Tips
   1. 移动通信技术规格

目录 end|2019-05-09 20:31|

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网络

相关书籍和资源

Real time Webservice

Beej's Guide to Network Programming

• webapi的设计与开发
• 网络是怎样连接的
• 计算机网络 谢希仁

码农翻身:小白科普：从输入网址到最后浏览器呈现页面内容，中间发生了什么？ | 码农翻身:我是一个路由器 | 码农翻身:我是一个网卡

五层模型

开放系统互连基本参考模型 OSI/RM Open Systems Interconnection Reference Model, 简称 OSI
OSI制定的OSI七层参考模型的过于庞大、复杂。与此对照，由技术人员自己开发的TCP/IP协议栈(四层)获得了更为广泛的应用。

谢希仁所著的 计算机网络 书中 为了教学, 融合成了 五层模型: 网络接口层 => 物理层+数据链路层

事实上, 现在的应用不是严格按照OSI分层的, 应用层可以使用 传输层(TCP UDP), 也可以直接使用网络层(IP),甚至直接使用网络接口层

参考博客: 以太网帧结构

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物理层

数据链路层

网络层

IP

IPv4 & IPv6 参考博客: 浏览器访问IPv6地址

ARP

将IP和MAC对应起来的协议

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传输层

TCP/IP 运输层的两个主要协议都是因特网的正式标准

用户数据报协议 UDP User Datagram Protocol 控制传输协议 TCP Transmission Control Protocol

按照 OSI 的术语, 两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫做 运输协议数据单元 TPDU Transport Protocol Data Unit. 但在 TCP/IP 体系中, 则根据使用的所使用的协议是 TCP 或 UDP, 分别称之为 TCP报文段 segment, UDP用户数据报

TCP

TCP 帧的头部信息 20字节 也就是160位

    16位源端口号,16位目的端口号
    32位序列号
    32位确认序列号
    4位首部长度, 保留6位, URG, ACK, PSH, PST, SYN, FIN, 16位窗口大小
    16位校验和, 16位紧急指针
    选项
    数据...

UDP

UDP 帧的头部信息 8 字节

    16位源端口号,16位目的端口号
    16位用户数据库包长度, 16位检查和
    数据...

对比

参考博客: TCP和UDP的最完整的区别
参考博客: TCP和UDP的区别和优缺点

• TCP与UDP基本区别
  1. 基于连接与无连接
  2. TCP要求系统资源较多，UDP较少；
  3. UDP程序结构较简单
  4. 流模式（TCP）与数据报模式(UDP);
  5. TCP保证数据正确性，UDP可能丢包
  6. TCP保证数据顺序，UDP不保证 　　
• UDP应用场景：
  1. 面向数据报方式
  2. 网络数据大多为短消息
  3. 拥有大量Client
  4. 对数据安全性无特殊要求
  5. 网络负担非常重，但对响应速度要求高

应用层

HTTP

HTTP

Websocket

Websocket协议 本质就是TCP的简单封装, 不像HTTP那样应答模式, 而是一次连接后就保持全双工模式

1. 单一的TCP连接, 采用全双工模式通信
2. 对代理, 防火墙和路由器透明
3. 无头部信息, Cookie, 身份验证
4. 无安全开销
5. 通过 ping/pong 帧 保持链路激活
6. 服务器可以主动传递消息给客户端, 不需要客户端轮询

参考博客: WebSocket 和 Socket 的区别

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网络延迟

如何彻底解决「网络延迟」这个问题？

• MOBA类游戏是如何解决网络延迟同步的？
• 状态同步与帧同步

TTFB

Time to first byte 网络请求被发起到从服务器接收到第一个字节这段时间，它包含了 TCP连接时间，发送HTTP请求时间和获得响应消息第一个字节的时间。

URL

维基百科 | 百度百科

• 统一资源定位符 特别注意URL的组成和编解码 url中的特殊字符问题
  • 不能在URL的关键位置出现%号，作为参数的值是允许的。

DNS

域名和资源转换的服务

Wikipedia: DNS

• 解析域名的顺序一般是， 先在本机找，找不到去找上连DNS服务器， 然后根域DNS服务器
  • 这时候就有了几种方式，递归， 迭代， 递归加迭代（为了减轻全球13台根的压力）
  • 假设是访问这个域名 scs.bupt.edu.cn （bupt.三级 机构域名， edu 二级行业域名， cn 一级国家域名）
  • 递归： 本机->上连->根->cn->edu.cn->bupt.deu.cn 然后得到解析结果后，递归返回到上连，上连DNS服务器会进行缓存该结果，再返回本机
  • 迭代：本机->上连，上连->根，根->cn cn->edu.cn, edu.cn->bupt.deu.cn 最终返回了结果 到上连
  • 递归加迭代， 区别在于，先迭代根， 得到下级一级服务器节点后，下级就是递归的入口和出口
• 授权和非授权， 还是上面那个URL， 其他的都不是授权的， 只有离URL最近的DNS才是授权的 即 bupt.edu.cn

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Socket

参考博客: TCP/IP、Http、Socket的区别
what is socket

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议

在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。而我们所说的socket编程指的是利用soket接口来实现自己的业务和协议。

Socke接口属于软件抽象层，而sokcket编程却是标准的应用层开发

参考博客: Socket编程
参考博客: Linux socket 编程

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单播 多播 组播

组播

参考博客: 组播（Multicast）传输

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代理

正向代理

客户端使用代理隐藏自身, 去访问明确的服务端

• 应用: 科学上网, VPN,
• 安全: 正向代理允许客户端通过它访问任意网站并且隐蔽客户端自身，因此你必须采取安全措施来确保仅为经过授权的客户端提供服务

反向代理

服务端使用代理隐藏自身, 客户端明确访问的实际上是代理

• 应用: 保护和隐藏原始资源服务器, 负载均衡, 加密和SSL加速, 缓存静态内容, 安全(DDos的防护)
• 安全: 对外是透明的，访问者并不知道自己访问的是代理。对访问者而言，他以为访问的就是原始服务器

透明代理

客户端根本不需要知道有代理服务器的存在，它改变你的request fields（报文），并会传送真实IP，多用于路由器的NAT转发中

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WebDAV

WebDAV （Web-based Distributed Authoring and Versioning） 一种基于 HTTP 1.1协议的通信协议.它扩展了HTTP 1.1，在GET、POST、HEAD等几个HTTP标准方法以外添加了一些新的方法，使应用程序可直接对Web Server直接读写，并支持写文件锁定(Locking)及解锁(Unlock)，还可以支持文件的版本控制。

WebAssembly

字节码技术 WebAssembly 实践：如何写代码 MDN

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工具

Fiddler

fiddler
fiddler-everywhere

Wireshark

Official Site

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问题

• Error during loading:[string "/usr/wireshark/init.lua"]:44:
  • 这是由于Wireshark为了防止以root用户身份执行Lua脚本，避免对系统造成损坏，而显示警告弹窗。通常，用户只需要确认
  • 如果不想每次都看到 修改 /usr/wireshark/init.lua 第一行（非注释，有效代码） 改成 disable_lua = true

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Tips

移动通信技术规格

1g 2g 2.5g 2.75g 3g 4g 5g

参考: 1G, 2G, 3G, 4G, & 5G Explained [参考: Difference Between 1G, 2G, 3G vs. 4G and 5G](Difference Between 1G, 2G, 3G vs. 4G and 5G)