网络原理知识点汇总

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-06-18 15:57 38阅读 0赞

# **OSI七层模型 vs. TCP/IP 五层模型（有时候也说四层）及各层协议** #

七层：物理层：为数据端设备提供传送数据的通路， IEEE802

数据链路层：提供介质访问和链路管理， ARP，MTU

网络层：IP选址及路由选择，IP,ICMP

传输层：建立，管理和维护端到端的连接，TCP,UDP

会话层：建立，管理和维护会话

表示层：数据格式转化，数据加密

应用层：为应用层序提供服务，FTP,SMTP,DNS,Telnet,HTTP

# **给定一个网址，访问这个网址经过了那些过程？涉及哪些协议？** #

(1) 浏览器通过域名判断使用哪种协议访问服务器

(2) 浏览器向DNS请求解析域名对应的IP地址

（浏览器缓存>本地host>本地DNS服务器>DNS服务器缓存>根DNS服务器或转发模式下的上一级DNS服务器）

(3) 域名系统DNS解析出IP地址

(4) 浏览器与该服务器建立TCP连接

(5) 浏览器发出HTTP请求，请求百度首页

(6) 服务器通过HTTP响应把首页文件发送给浏览器

(7) 浏览器将首页文件进行解析，并将Web页显示给用户

涉及协议：**HTTP/HTTPS，DNS,UDP,TCP,IP,ARP**(将本机默认网关 ip 地址映射成物理 MAC 地址,这样数据包便可以在以太网上传输)

# HTTP概述 #

HTTP（hypertext transport protocol），即超文本传输协议。这个协议详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则。

HTTP就是一个通信规则，通信规则规定了客户端发送给服务器的内容格式，也规定了服务器发送给客户端的内容格式。其实我们要学习的就是这个两个格式！客户端发送给服务器的格式叫“请求协议”；服务器发送给客户端的格式叫“响应协议”。

# 请求协议 #

请求协议的格式如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#000000;vertical-align:top;width:464.3pt;"> 请求首行； 包括请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本. 请求头信息； 空行； \r\n&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;DOS/Windows:’\r\n’&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; UNIX/Linux:’\n’&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Mac:’\r’ 请求体。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

浏览器发送给服务器的内容就这个格式的，如果不是这个格式服务器将无法解读！在HTTP协议中，请求有很多请求方法，其中最为常用的就是GET和POST。不同的请求方法之间的区别，后面会一点一点的介绍。

# GET请求 #

打开IE，在访问hello项目的index.jsp之间打开HttpWatch，并点击“Record”按钮。然后访问index.jsp页面。查看请求内容如下：

GET /hello/index.jsp HTTP/1.1
    Host: localhost
    User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:5.0) Gecko/20100101 Firefox/5.0
    Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
    Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
    Accept-Encoding: gzip, deflate
    Accept-Charset: GB2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
    Connection: keep-alive
    Cookie: JSESSIONID=369766FDF6220F7803433C0B2DE36D98

1.  GET /hello/index.jsp HTTP/1.1：GET请求，请求服务器路径为/hello/index.jsp，协议为1.1；
2.  Host:localhost：**请求的主机名**为localhost；
3.  User-Agent: Mozilla/5.0 (**Windows NT 5.1**; rv:5.0) Gecko/20100101 **Firefox/5.0**：**与浏览器和****OS****相关的信息**。有些网站会显示用户的系统版本和浏览器版本信息，这都是通过获取User-Agent头信息而来的；
4.  Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,\*/\*;q=0.8：告诉服务器，当前客户端可以接收的文档类型，其实这里包含了\*/\*，就表示什么都可以接收；
5.  Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5：当前客户端支持的语言，可以在浏览器的工具à选项中找到语言相关信息；
6.  Accept-Encoding: gzip, deflate：支持的压缩格式。数据在网络上传递时，可能服务器会把数据压缩后再发送；
7.  Accept-Charset: GB2312,utf-8;q=0.7,\*;q=0.7：客户端支持的编码；
8.  Connection: keep-alive：**客户端支持的链接方式，保持一段时间链接，默认为****3000ms****；（无状态的）**
9.  Cookie: JSESSIONID=369766FDF6220F7803433C0B2DE36D98：因为不是第一次访问这个地址，所以会在请求中把上一次服务器响应中发送过来的Cookie在请求中一并发送去过

# POST请求 #

为了演示POST请求，我们需要修改index.jsp页面，即添加一个表单：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#000000;vertical-align:top;width:464.3pt;"> &lt;form action="" method="post"&gt; &nbsp; 关键字：&lt;input type="text" name="keyword"/&gt; &nbsp; &lt;input type="submit" value="提交"/&gt; &lt;/form&gt; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

![20191203155516667.png][]

打开HttpWatch，输入hello后点击提交，查看请求内容如下：

POST /hello/index.jsp HTTP/1.1
    
    Accept: image/gif, image/jpeg, image/pjpeg, image/pjpeg, application/msword, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/x-ms-application, application/x-ms-xbap, application/vnd.ms-xpsdocument, application/xaml+xml, */*
    
    Referer: http://localhost:8080/hello/index.jsp
    
    Accept-Language: zh-cn,en-US;q=0.5
    
    User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 5.1; Trident/4.0; InfoPath.2; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET CLR 3.5.30729)
    
    Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
    
    Accept-Encoding: gzip, deflate
    
    Host: localhost:8080
    
    Content-Length: 13
    
    Connection: Keep-Alive
    
    Cache-Control: no-cache
    
    Cookie: JSESSIONID=E365D980343B9307023A1D271CC48E7D
    
    keyword=hello

**POST****请求是可以有体的，而****GET****请求不能有请求体。**

1.  Referer: http://localhost:8080/hello/index.jsp：请求来自哪个页面，例如你在百度上点击链接到了这里，那么Referer:http://www.baidu.com；如果你是在浏览器的地址栏中直接输入的地址，那么就没有Referer这个请求头了；
2.  Content-Type: application/x-www-form-urlencoded：**表单的数据类型，说明会使用****url****格式编码数据；****url****编码的数据都是以“****%****”为前缀，后面跟随两位的****16****进制，例如“传智”这两个字使用****UTF-8****的****url****编码用为“****%E4%BC%A0%E6%99%BA****”；**
3.  Content-Length:13：**请求体的长度**，这里表示13个字节。
4.  keyword=hello：**请求体内容**！hello是在表单中输入的数据，keyword是表单字段的名字。

Referer请求头是比较有用的一个请求头，它可以用来做统计工作，也可以用来做防盗链。

**统计工作**：我公司网站在百度上做了广告，但不知道在百度上做广告对我们网站的访问量是否有影响，那么可以对每个请求中的Referer进行分析，如果Referer为百度的很多，那么说明用户都是通过百度找到我们公司网站的。

**防盗链**：我公司网站上有一个下载链接，而其他网站盗链了这个地址，例如在我网站上的index.html页面中有一个链接，点击即可下载JDK7.0，但有某个人的微博中盗链了这个资源，它也有一个链接指向我们网站的JDK7.0，也就是说登录它的微博，点击链接就可以从我网站上下载JDK7.0，这导致我们网站的广告没有看，但下载的却是我网站的资源。这时可以**使用****Referer****进行防盗链，在资源被下载之前，我们对****Referer****进行判断，如果请求来自本网站，那么允许下载，如果非本网站，先跳转到本网站看广告，然后再允许下载。**

# **HTTP方法及相互区别** #

**GET** 用于获取资源，而 **POST** 用于传输实体主体。

GET 和 POST 的请求都能使用额外的参数，但是 GET 的参数是以查询字符串出现在 URL 中，而 POST 的参数存储在实体主体中。不能因为 POST 参数存储在实体主体中就认为它的安全性更高，因为照样可以通过一些抓包工具（Fiddler）查看

因为 URL 只支持 ASCII 码，因此 GET 的参数中如果存在中文等字符就需要先进行编码。例如中文会转换为%E4%B8%AD%E6%96%87 ,而空格会转换为%20。POST参数支持标准字符集。

GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的，而POST么有

**HEAD**获取报文首部，和 GET 方法类似，但是不返回报文实体主体部分

# 其他请求方法 #

GET（SELECT）：从服务器取出资源（一项或多项）。

POST（CREATE）：在服务器新建一个资源。

**PUT（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变后的完整资源，数据输入必须与由 GET 接收的数据表示保持一致）。**

**PATCH（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变的属性）。**

DELETE（DELETE）：从服务器删除资源。

HEAD：获取资源的元数据。

OPTIONS：

1、获取服务器支持的HTTP请求方法

2、用来检查服务器的性能

# 响应内容 #

响应协议的格式如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#000000;vertical-align:top;width:464.3pt;"> 响应首行；由HTTP协议版本号， 状态码， 状态消息 三部分组成。 响应头信息； 空行； 响应体。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

响应内容是由服务器发送给浏览器的内容，浏览器会根据响应内容来显示。

HTTP/1.1 200 OK
 
 Server: Apache-Coyote/1.1
 
 Content-Type: text/html;charset=UTF-8
 
 Content-Length: 724
 
 Set-Cookie: JSESSIONID=C97E2B4C55553EAB46079A4F263435A4; Path=/hello
 
 Date: Wed, 25 Sep 2012 04:15:03 GMT
 
 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
 
 <html>
 
   <head>
 
     <base href="http://localhost:8080/hello/">
 
    
 
     <title>My JSP 'index.jsp' starting page</title>
 
          <meta http-equiv="pragma" content="no-cache">
 
          <meta http-equiv="cache-control" content="no-cache">
 
          <meta http-equiv="expires" content="0">   
 
          <meta http-equiv="keywords" content="keyword1,keyword2,keyword3">
 
          <meta http-equiv="description" content="This is my page">
 
          
 
   </head>
 
  
 
   <body>
 
 <form action="" method="post">
 
   关键字：<input type="text" name="keyword"/>
 
   <input type="submit" value="提交"/>
 
 </form>
 
   </body>
 
 </html>

1.  HTTP/1.1 200 OK：**响应协议为****HTTP1.1****，状态码为****200****，表示请求成功，****OK****是对状态码的解释；**
2.  Server: Apache-Coyote/1.1：服务器的版本信息；
3.  Content-Type: text/html;charset=UTF-8：响应体使用的编码为UTF-8；
4.  Content-Length: 724：响应体为724字节；
5.  Set-Cookie: JSESSIONID=C97E2B4C55553EAB46079A4F263435A4; Path=/hello：响应给客户端的Cookie；
6.  Date: Wed, 25 Sep 2012 04:15:03 GMT：响应的时间，这可能会有**8****小时的时区差**；

# **HTTP and HTTPS** #

1、https协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。

2、http信息是明文传输，https则是通过TLS加密后传输。

3、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。

### HTTP缺点 ###

1.  明文传输，内容可能会被窃听
2.  不验证通信方的身份，因此有可能遭遇伪装
3.  无法证明报文的完整性，所以有可能已遭篡改

**HTTP+加密+认证+完整性保护=HTTPS**

**用SSL将通信的报文主体内容进行加密，使用SSL建立http的安全通信线路，SSL处于http与TCP通信之间，这样的SSL与HTTP组合被称为HTTPS。**

**HTTPS 采用对称加密和非对称加密两者并用的混合加密机制**

### SSL/TLS ###

**SSL（Secure Socket Layer安全套接字层）**TLS（Transport Layer Security）SSL发展到3.0版本后改成了TLS。

TLS主要提供三个基本服务

1.  **加密**
2.  **身份验证**
3.  **消息完整性校验**

![https://user-gold-cdn.xitu.io/2017/12/12/1604ac8ddcbc953d?imageslim][https_user-gold-cdn.xitu.io_2017_12_12_1604ac8ddcbc953d_imageslim]

**通常，HTTP 直接和 TCP 通信。当使用 SSL 时，则演变成先和 SSL 通信，再由 SSL 和 TCP 通信了。用 SSL 建立安全通信线路之后，就可以在这条线路上进行 HTTP 通信了。**

SSL 是独立于 HTTP 的协议，所以不光是 HTTP 协议，其他运行在应用层的 SMTP 和 Telnet 等协议均可配合 SSL 协议使用。可以说 SSL 是当今世界上应用最为广泛的网络安全技术。

虽然使用 HTTP 协议无法确定通信方，但如果使用 SSL 则可以。**SSL 不仅提供加密处理，而且还使用了一种被称为证书的手段，可用于确定双方身份。**

证书由值得信任的第三方机构颁发，用以证明服务器和客户端是实际存在的。另外，伪造证书从技术角度来说是异常困难的一件事。所以只要能够确认通信方(服务器或客户端)持有的证书，即可判断通信方的真实意图。

# **HTTP报文格式** #

![20191203153044849.png][]

请求报文:请求行,消息头部,请求正文

响应报文:状态行,响应头部,响应正文

# **HTTP的无状态** #

因为它的每个请求都是完全独立的，每个请求包含了处理这个请求所需的完整的数据，发送请求不涉及到状态变更。即使在HTTP/1.1上，同一个连接允许传输多个HTTP请求的情况下，如果第一个请求出错了，后面的请求一般也能够继续处理（当然，如果导致协议解析失败、消息分片错误之类的自然是要除外的）可以看出，这种协议的结构是要比有状态的协议更简单的，一般来说实现起来也更简单，不需要使用状态机

对于有状态协议来说，如果将会话状态与连接绑定在一起，那么如果连接意外断开，整个会话就会丢失，重新连接之后一般需要从头开始

而HTTP这样的无状态协议，使用元数据（如Cookies头）来维护会话，使得会话与连接本身独立起来，这样即使连接断开了，会话状态也不会受到严重伤害，保持会话也不需要保持连接本身。另外，无状态的优点还在于对中间件友好，中间件无需完全理解通信双方的交互过程，只需要能正确分片消息即可，而且中间件可以很方便地将消息在不同的连接上传输而不影响正确性，这就方便了负载均衡等组件的设计。

# 具体无状态解决 #

**客户端和服务器在某次会话中产生的数据，从而【无状态】就意味着，这些数据不会被保留；协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。**但是通过增加cookie和session机制，现在的网络请求其实是有状态的。在没有状态的http协议下，服务器也一定会保留你每次网络请求对数据的修改，但这跟保留每次访问的数据是不一样的，保留的只是会话产生的结果，而没有保留会话。

与之相对的是TCP，TCP是有状态的，因为每一条消息的seq和ack（还有一堆滑动窗口，拥塞的控制参数，等）都和前面消息相关。

HTTP并不会在内存里保留前次请求相关的任何状态，仅仅以协议逻辑（打包解包）存在，所以是它无状态的。

**无状态的设计会加强透明度(visibility)，稳定度(reliability)和伸缩度(scalability)。提高透明度是因为系统无需通过请求内容以外的信息判断请求的完整内容；提高稳定度是指在部分失败的情况下，减轻了恢复的难度；提高伸缩度的原因是无需储存请求间的状态使服务器端可以很快释放资源并简化实现。**

**优点在于解放了服务器，每一次请求“点到为止”不会造成不必要连接占用，缺点在于每次请求会传输大量重复的内容信息。**

# **HTTP状态码** #

**100 Continue ：表明到目前为止都很正常，客户端可以继续发送请求或者忽略这个响应。**

**200 OK**

**204 No Content ：请求已经成功处理，但是返回的响应报文不包含实体的主体部分。一般在只需要从客户端往服务器发送信息，而不需要返回数据时使用。**

**206 Partial Content ：表示客户端进行了范围请求，响应报文包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。**

**301 Moved Permanently ：永久性重定向**

**302 Found ：临时性重定向**

**303 See Other ：和 302 有着相同的功能，但是 303 明确要求客户端应该采用 GET 方法获取资源。**

**304 Not Modified ：表示资源在由请求头中的If-Modified-Since或If-None-Match参数指定的这一版本之后，未曾被修改。在这种情况下，由于客户端仍然具有以前下载的副本，因此不需要重新传输资源。**

**307 Temporary Redirect ：临时重定向，与302相反，当重新发出原始请求时，不允许更改请求方法。**

**400 Bad Request ：请求报文中存在语法错误**

**401 Unauthorized ：该状态码表示发送的请求需要有认证信息。如果之前已进行过一次请求，则表示用户认证失败**

**403 Forbidden ：请求被拒绝**

**404 Not Found ：请求失败，请求所希望得到的资源未被在服务器上发现，但允许用户的后续请求。**

**500 Internal Server Error ：服务器正在执行请求时发生错误**

**503 Service Unavailable ：服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求。**

**504 Gateway Timeout作为网关或者代理工作的服务器尝试执行请求时，未能及时从上游服务器**

# HTML中指定响应头 #

在HTMl页面中可以使用**<meta http-equiv="" content="">****来指定响应头**，例如在index.html页面中给出<meta http-equiv="Refresh" content="3;url=http://www.itcast.cn">，表示浏览器只会显示index.html页面3秒，然后自动跳转到http://www.itcast.cn。

# **HTTP 1.0 vs 1.1 vs 2.0** #

**HTTP1.0**只保持短暂的连接，连接无法复用，浏览器每次请求都和服务器经过三次握手和慢启动。http1.0被抱怨最多的就是连接无法复用，和head of line blocking（请求队列的第一个请求因为服务器正忙（或请求格式问题等其他原因），导致后面的请求被阻塞）这两个问题。

**HTTP1.1 支持持久连接** 一个TCP连接可以传送多个http请求和响应，减少了TCP建立连接和关闭连接的消耗。另外http1.1允许客户端不用等待上一次请求结果返回，就可以发出下一次请求，但服务器端必须按照接收到客户端请求的先后顺序依次回送响应结果，以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容。

**节约带宽** HTTP 1.1支持只发送header信息(不带任何body信息)，如果服务器认为客户端有权限请求服务器，则返回100，否则返回401。客户端如果接受到100，才开始把请求body发送到服务器.这样当服务器返回401的时候，客户端就可以不用发送请求body了，节约了带宽。另外HTTP还支持传送内容的一部分。这样当客户端已经有一部分的资源后，只需要跟服务器请求另外的部分资源即可。这是支持文件断点续传的基础。

**HOST域** web server上的多个虚拟站点可以共享同一个ip和端口。HTTP1.0是没有host域的，HTTP1.1才支持这个参数。

**HTTP2.0 多路复用** HTTP2.0使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级。

**数据压缩** HTTP1.1不支持header数据的压缩，HTTP2.0使用HPACK算法对header的数据进行压缩，这样数据体积小了，在网络上传输就会更快。

**服务器推送** 当我们对支持HTTP2.0的web server请求数据的时候，服务器会顺便把一些客户端需要的资源一起推送到客户端，免得客户端再次创建连接发送请求到服务器端获取。

服务器推送还有一个很大的优势：可以缓存！也让在遵循同源的情况下，不同页面之间可以共享缓存资源成为可能。

# **HTTP安全性** #

使用明文进行通信，内容可能会被窃听；

不验证通信方的身份，通信方的身份有可能遭遇伪装；

无法证明报文的完整性，报文有可能遭篡改。

# **TCP 及 UDP** #

传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）是面向连接的，提供可靠交付，有流量控制，拥塞控制，提供全双工通信，面向字节流（把应用层传下来的报文看成字节流，把字节流组织成大小不等的数据块），每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。

用户数据报协议 UDP（User Datagram Protocol）是无连接的，尽最大可能交付，没有拥塞控制，面向报文（对于应用程序传下来的报文不合并也不拆分，只是添加 UDP 首部），支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

**TCP如何保证可靠传输？**

1、确认和重传：接收方收到报文就会确认，发送方发送一段时间后没有收到确认就重传。

2、数据校验

3、数据合理分片和排序

4、流量控制：当接收方来不及处理发送方的数据，能提示发送方降低发送的速率，防止包丢失。

5、拥塞控制：当网络拥塞时，减少数据的发送。

**TCP的三次握手和四次挥手及其原因**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**第三次握手是为了防止失效的连接请求到达服务器，让服务器错误打开连接。客户端发送的连接请求如果在网络中滞留，那么就会隔很长一段时间才能收到服务器端发回的连接确认。客户端等待一个超时重传时间之后，就会重新请求连接。但是这个滞留的连接请求最后还是会到达服务器，如果不进行三次握手，那么服务器就会打开两个连接。如果有第三次握手，客户端会忽略服务器之后发送的对滞留连接请求的连接确认，不进行第三次握手，因此就不会再次打开连接**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

客户端发送了 FIN 连接释放报文之后，服务器收到了这个报文，就进入了 **CLOSE-WAIT** 状态。这个状态是为了让服务器端发送还未传送完毕的数据，传送完毕之后，服务器会发送 FIN 连接释放报文。

客户端接收到服务器端的 FIN 报文后进入**TIME\_WAIT**状态，此时并不是直接进入 CLOSED 状态，还需要等待一个时间计时器设置的时间 2MSL。这么做有两个理由：

确保最后一个确认报文能够到达。如果 B 没收到 A 发送来的确认报文，那么就会重新发送连接释放请求报文，如果没有TIME\_WAIT，那么B重传就无法到达A，连接可能无法断开。

等待一段时间是为了让本连接持续时间内所产生的所有报文都从网络中消失，使得下一个新的连接不会出现旧的连接请求报文。

# **TCP的流量控制与滑动窗口** #

流量控制是为了控制发送方发送速率，保证接收方来得及接收。接收方发送的确认报文中的窗口字段可以用来控制发送方窗口大小，从而影响发送方的发送速率。将窗口字段设置为0，则发送方不能发送数据。

TCP滑动窗口是缓存的一部分，用来暂时存放字节流。发送方和接收方各有一个窗口，接收方通过 TCP 报文段中的窗口字段告诉发送方自己的窗口大小，发送方根据这个值和其它信息设置自己的窗口大小。接收窗口只会对窗口内最后一个**按序到达**的字节进行确认，例如接收窗口已经收到的字节为 \{31, 34, 35\}，其中 \{31\}按序到达，而 \{34, 35\} 就不是，因此只对字节 31 进行确认。发送方得到一个字节的确认之后，就知道这个字节之前的所有字节都已经被接收

TCP使用**累计确认**（发送方一次发送多个连续包，接收方只需要确认最后一个包），**快速重传**（收到3个冗余的ACK包立马重传，不用等待超时）以及**选择重传**(只对丢失的包进行重传)提高效率

# **TCP的拥塞控制与拥塞窗口** #

**拥塞控制**：防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制所要做的都有一个前提：网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

发送方维持一个拥塞窗口 cwnd的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞。发送方控制拥塞窗口的原则是：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就再增大一些，以便把更多的分组发送出去。但只要网络出现拥塞，拥塞窗口就减小一些，以减少注入到网络中的分组数。

几种拥塞控制方法：**慢开始**、**拥塞避免**、**快重传**和**快恢复**。

**慢开始算法**：当主机开始发送数据时，如果立即将大量数据字节注入到网络，那么就有可能引起网络拥塞，因为现在并不清楚网络的负荷情况。因此，较好的方法是先探测一下，即由小到大逐渐增大发送窗口，也就是说，由小到大逐渐增大拥塞窗口数值。通常在刚刚开始发送报文段时，先把**拥塞窗口** cwnd 设置为一个最大报文段MSS的数值。而在每收到一个对新的报文段的确认后，把拥塞窗口增加至多一个MSS的数值。用这样的方法逐步增大发送方的拥塞窗口 cwnd ，可以使分组注入到网络的速率更加合理。

**慢开始门限ssthresh**的用法如下：

当 cwnd < ssthresh 时，使用上述的慢开始算法

当 cwnd > ssthresh 时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。

当 cwnd = ssthresh 时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞控制避免算法。

**拥塞避免算法**：让拥塞窗口cwnd缓慢地增大，即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1，而不是加倍。这样拥塞窗口cwnd按线性规律缓慢增长，比慢开始算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多。

无论在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出现拥塞（其根据就是没有收到确认），就要把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时的发送方窗口值的一半（但不能小于2）。然后把拥塞窗口cwnd重新设置为1，执行慢开始算法。这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，使得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。

**快速恢复算法**：发送方认为网络很可能没有发生拥塞，因此与慢开始不同之处是现在不执行慢开始算法（即拥塞窗口cwnd现在不设置为1），而是把cwnd值设置为慢开始门限ssthresh减半后的数值，然后开始执行拥塞避免算法（“加法增大”），使拥塞窗口缓慢地线性增大。

# **TCP的拆包粘包** #

**TCP粘包或拆包有原因：**

1、要发送的数据大于TCP发送缓冲区剩余空间大小，将会发生拆包。

2、待发送数据大于MSS（最大报文长度），TCP在传输前将进行拆包。

3、要发送的数据小于TCP发送缓冲区的大小，TCP将多次写入缓冲区的数据一次发送出去，将会发生粘包。

4、接收数据端的应用层没有及时读取接收缓冲区中的数据，将发生粘包。

**解决办法：**

1、发送端给每个数据包添加包首部，首部中应该至少包含数据包的长度，这样接收端在接收到数据后，通过读取包首部的长度字段，便知道每一个数据包的实际长度了。

2、发送端将每个数据包封装为固定长度（不够的可以通过补0填充），这样接收端每次从接收缓冲区中读取固定长度的数据就自然而然的把每个数据包拆分开来。

3、可以在数据包之间设置边界，如添加特殊符号，这样，接收端通过这个边界就可以将不同的数据包拆分开。

# **Socket编程** #

对于一个套接字上的输入操作，第一步通常涉及等待数据从网络中到达。当所等待数据到达时，它被复制到内核中的某个缓冲区。第二步就是把数据从内核缓冲区复制到应用进程缓冲区。

阻塞式 I/O（BIO）

应用进程被阻塞，直到数据从内核缓冲区复制到应用进程缓冲区中才返回。应该注意到，在阻塞的过程中，其它应用进程还可以执行，因此阻塞不意味着整个操作系统都被阻塞。因为其它应用进程还可以执行，所以不消耗 CPU 时间，这种模型的 CPU 利用率会比较高。

非阻塞式 I/O（NIO）

应用进程执行系统调用之后，如果kernel中的数据还没有准备好，那么它并不会block用户进程，而是立刻返回一个error。应用进程可以继续执行，但是需要不断的执行系统调用来获知I/O 是否完成，这种方式称为轮询（polling），并且当内核数据准备好后，**拷贝数据到用户内存会是阻塞的**。由于 CPU 要处理更多的系统调用，因此这种模型的 CPU 利用率比较低。

IO复用

也叫做事件驱动IO，select/epoll（实现IO复用的两个函数）的好处就在于单个process就可以同时处理多个网络连接的IO。它的基本原理就是select/epoll 函数会不断的轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程。

异步 I/O（AIO）

应用进程执行 aio\_read 系统调用会立即返回，应用进程可以继续执行，不会被阻塞，内核会在所有操作完成之后向应用进程发送信号，没有任何阻塞过程。

异步 I/O 与I/O 复用的区别在于，异步I/O不阻塞进程，而I/O复用会阻塞在调用函数阶段。异步 I/O 的信号是通知应用进程 I/O 完成，而I/O 复用是通知应用进程可以开始 I/O。

并且I/O复用也是要轮询查看数据是否就绪，而异步I/O则不需要。

AIO与NIO的区别在于：NIO虽然进程大部分时间都不会被block，但是它仍然要求进程去主动的check，并且当数据准备完成以后，也需要进程主动的再次调用recvfrom来将数据拷贝到用户内存。而AIO则完全不同。它就像是用户进程将整个IO操作交给了kernel完成，然后完成之后发信号通知。在此期间，用户进程不需要去检查IO操作的状态，也不需要主动的去拷贝数据。

# **IO多路复用：select poll epoll** #

select，poll，epoll都是IO多路复用的机制。I/O多路复用就是通过一种机制，一个进程可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。

Select将socket添加到select监视中，然后在while内一直调用select获取被激活的socket，一旦socket可读，便调用read函数将socket中的数据读取出来。虽然上述方式允许单线程内处理多个IO请求，但是每个IO请求的过程还是阻塞的（在select函数上阻塞），平均时间甚至比同步阻塞IO模型还要长。如果用户线程只注册自己感兴趣的socket或者IO请求，然后去做自己的事情，等到数据到来时再进行处理，则可以提高CPU的利用率。IO多路复用模型使用了Reactor设计模式实现了这一机制。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

select目前几乎在所有的平台上支持，其良好跨平台支持也是它的一个优点。select的一个缺点在于单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，在Linux上一般为1024，可以通过修改宏定义甚至重新编译内核的方式提升这一限制，但是这样也会造成效率的降低。

pollfd结构包含了要监视的event和发生的event，不再使用select“参数-值”传递的方式。同时，pollfd并没有最大数量限制（但是数量过大后性能也是会下降）。 和select函数一样，poll返回后，需要轮询pollfd来获取就绪的描述符。

从上面看，select和poll都需要在返回后，通过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket。事实上，同时连接的大量客户端在一时刻可能只有很少的处于就绪状态，因此随着监视的描述符数量的增长，其效率也会线性下降。

epoll是在2.6内核中提出的，是之前的select和poll的增强版本。相对于select和poll来说，epoll更加灵活，没有描述符限制。epoll使用一个文件描述符管理多个描述符，将用户关系的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中，这样在用户空间和内核空间的copy只需一次。

epoll对文件描述符的操作有两种模式：LT（level trigger）和ET（edge trigger）。LT模式是默认模式，LT模式与ET模式的区别如下：

LT模式：当epoll\_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll\_wait时，会再次响应应用程序并通知此事件。

ET模式：当epoll\_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll\_wait时，不会再次响应应用程序并通知此事件。

在 select/poll中，进程只有在调用一定的方法后，内核才对所有监视的文件描述符进行扫描，而epoll事先通过epoll\_ctl()来注册一个文件描述符，一旦基于某个文件描述符就绪时，内核会采用类似callback的回调机制，迅速激活这个文件描述符，当进程调用epoll\_wait() 时便得到通知(此处去掉了遍历文件描述符，而是通过监听回调的机制。这正是epoll的魅力所在)

epoll的优点主要是一下几个方面：

1.  监视的描述符数量不受限制，它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。select的最大缺点就是进程打开的fd是有数量限制的。这对于连接数量比较大的服务器来说根本不能满足。虽然也可以选择多进程的解决方案( Apache就是这样实现的)，不过虽然linux上面创建进程的代价比较小，但仍旧是不可忽视的，加上进程间数据同步远比不上线程间同步的高效，所以也不是一种完美的方案。
2.  IO的效率不会随着监视fd的数量的增长而下降。epoll不同于select和poll轮询的方式，而是通过每个fd定义的回调函数来实现的。只有就绪的fd才会执行回调函数。

# 缓存 #

### 强缓存与协商缓存 ###

浏览器HTTP缓存可以分为**强缓存和协商缓存**。强缓存和协商缓存最大也是最根本的区别是：**强缓存命中的话不会发请求到服务器**（比如chrome中的200 from memory cache），**协商缓存一定会发请求到服务器，通过资源的请求首部字段验证资源是否命中协商缓存**，如果协商缓存命中，服务器会将这个请求返回，但是不会返回这个资源的实体，而是通知客户端可以从缓存中加载这个资源（304 not modified）。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9mYW50aWFuenVvLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

### 控制强缓存的字段按优先级介绍 ###

1.  **Pragma** Pragma是HTTP/1.1之前版本遗留的通用首部字段，仅作为于HTTP/1.0的向后兼容而使用。虽然它是一个通用首部，但是它在响应报文中时的行为没有规范，依赖于浏览器的实现。RFC中该字段只有no-cache一个可选值，会通知浏览器不直接使用缓存，要求向服务器发请求校验新鲜度。因为它优先级最高，当存在时一定不会命中强缓存。
2.  **Cache-Control** Cache-Control是一个通用首部字段，也是HTTP/1.1控制浏览器缓存的主流字段。和浏览器缓存相关的是如下几个响应指令：

<table> 
 <thead> 
 <tr> 
 <td> 指令 </td> 
 <td> 参数 </td> 
 <td> 说明 </td> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> private </td> 
 <td> 无 </td> 
 <td> 表明响应只能被单个用户缓存，不能作为共享缓存（即代理服务器不能缓存它） </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> public </td> 
 <td> 可省略 </td> 
 <td> 表明响应可以被任何对象（包括：发送请求的客户端，代理服务器，等等）缓存 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> no-cache </td> 
 <td> 可省略 </td> 
 <td> 缓存前必需确认其有效性 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> no-store </td> 
 <td> 无 </td> 
 <td> 不缓存请求或响应的任何内容 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> max-age=[s] </td> 
 <td> 必需 </td> 
 <td> 响应的最大值 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  **max-age**（单位为s）设置缓存的存在时间，相对于发送请求的时间。只有响应报文首部设置Cache-Control为非0的max-age或者设置了大于请求日期的Expires（下文会讲）才有可能命中强缓存。当满足这个条件，同时响应报文首部中Cache-Control不存在no-cache、no-store且请求报文首部不存在Pragma字段，才会真正命中强缓存。
 *  no-cache 表示请求必须先与服务器确认缓存的有效性，如果有效才能使用缓存（协商缓存），无论是响应报文首部还是请求报文首部出现这个字段均一定不会命中强缓存。Chrome硬性重新加载（Command+shift+R）会在请求的首部加上Pragma：no-cache和Cache-Control：no-cache。
 *  no-store 表示禁止浏览器以及所有中间缓存存储任何版本的返回响应，一定不会出现强缓存和协商缓存，适合个人隐私数据或者经济类数据。
 *  public 表明响应可以被浏览器、CDN等等缓存。
 *  private 响应只作为私有的缓存，不能被CDN等缓存。如果要求HTTP认证，响应会自动设置为private。
 *  **Expires** Expires是一个响应首部字段，它指定了一个日期/时间，在这个时间/日期之前，HTTP缓存被认为是有效的。无效的日期比如0，表示这个资源已经过期了。如果同时设置了Cache-Control响应首部字段的max-age，则Expires会被忽略。它也是HTTP/1.1之前版本遗留的通用首部字段，仅作为于HTTP/1.0的向后兼容而使用。

# 幂等性 #

（并非是HTTP的问题，而是服务器API设计问题）

幂等性是http层面的问题吗，还是服务器要处理和解决的内容？

对HTTP协议的使用实际上存在着两种不同的方式：一种是RESTful的，它把HTTP当成应用层协议，比较忠实地遵守了HTTP协议的各种规定；另一种是SOA的，它并没有完全把HTTP当成应用层协议，而是把HTTP协议作为了传输层协议，然后在HTTP之上建立了自己的应用层协议。这里所讨论的HTTP幂等性主要针对RESTful风格的，**但幂等性并不属于特定的协议，它是分布式系统的一种特性**；所以，不论是SOA还是RESTful的Web API设计都应该考虑幂等性。下面将介绍HTTP GET、DELETE、PUT、POST四种主要方法的语义和幂等性。

**HTTP GET方法用于获取资源，不应有副作用，所以是幂等的**。

比如：GET http://www.bank.com/account/123456，不会改变资源的状态，不论调用一次还是N次都没有副作用。请注意，这里强调的是一次和N次具有相同的副作用，而不是每次GET的结果相同。GET http://www.news.com/latest-news这个HTTP请求可能会每次得到不同的结果，但它本身并没有产生任何副作用，因而是满足幂等性的。

**HTTP DELETE方法用于删除资源，有副作用，但它应该满足幂等性。**

比如：DELETE http://www.forum.com/article/4231，调用一次和N次对系统产生的副作用是相同的，即删掉id为4231的帖子；因此，调用者可以多次调用或刷新页面而不必担心引起错误。

比较容易混淆的是HTTP POST和PUT。POST和PUT的区别容易被简单地误认为“POST表示创建资源，PUT表示更新资源”；而实际上，二者均可用于创建资源，更为本质的差别是在幂等性方面。在HTTP规范中对POST和PUT是这样定义的：POST所对应的URI并非创建的资源本身，而是**资源的接收者**。比如：POST http://www.forum.com/articles的语义是在http://www.forum.com/articles下创建一篇帖子，HTTP响应中应包含帖子的创建状态以及帖子的URI。两次相同的POST请求会在服务器端创建两份资源，它们具有不同的URI；所以，**POST方法不具备幂等性**。而**PUT所对应的URI是要创建或更新的资源本身**。比如：PUT http://www.forum/articles/4231的语义是创建或更新ID为4231的帖子。对同一URI进行多次PUT的副作用和一次PUT是相同的；因此，**PUT方法具有幂等性**。

# 长轮询与短轮询 #

短轮询相信大家都不难理解，比如你现在要做一个电商中商品详情的页面，这个详情界面中有一个字段是库存量（相信这个大家都不陌生，随便打开淘宝或者京东都能找到这种页面）。而这个库存量需要实时的变化，保持和服务器里实际的库存一致。

这个时候，你会怎么做？

最简单的一种方式，就是你**用JS写个死循环，不停的去请求服务器中的库存量是多少，然后刷新到这个页面当中，这其实就是所谓的短轮询**。

这种方式有明显的坏处，那就是你很浪费服务器和客户端的资源。客户端还好点，现在PC机配置高了，你不停的请求还不至于把用户的电脑整死，但是服务器就很蛋疼了。如果有1000个人停留在某个商品详情页面，那就是说会有1000个客户端不停的去请求服务器获取库存量，这显然是不合理的。

那怎么办呢？

长轮询这个时候就出现了，其实**长轮询和短轮询最大的区别是，短轮询去服务端查询的时候，不管库存量有没有变化，服务器就立即返回结果了。而长轮询则不是，在长轮询中，服务器如果检测到库存量没有变化的话，将会把当前请求挂起一段时间（这个时间也叫作超时时间，一般是几十秒,Object.wait）。在这个时间里，服务器会去检测库存量有没有变化，检测到变化就立即返回（Object.notify），否则就一直等到超时为止。**

而**对于客户端来说，不管是长轮询还是短轮询，客户端的动作都是一样的，就是不停的去请求，不同的是服务端，短轮询情况下服务端每次请求不管有没有变化都会立即返回结果，而长轮询情况下，如果有变化才会立即返回结果，而没有变化的话，则不会再立即给客户端返回结果，直到超时为止。**

这样一来，**客户端的请求次数将会大量减少**（这也就意味着节省了网络流量，毕竟每次发请求，都会占用客户端的上传流量和服务端的下载流量），**而且也解决了服务端一直疲于接受请求的窘境。**

**但是长轮询也是有坏处的，因为把请求挂起同样会导致资源的浪费**，假设还是1000个人停留在某个商品详情页面，那就很有可能**服务器这边挂着1000个线程，在不停检测库存量，这依然是有问题的。**

因此，从这里可以看出，不管是长轮询还是短轮询，都不太适用于客户端数量太多的情况，因为每个服务器所能承载的TCP连接数是有上限的，这种轮询很容易把连接数顶满。

# 长连接与短连接 #

HTTP的短连接和长连接；长连接与短连接的区别（LVS是通过长连接作负载均衡）

HTTP的长连接和短连接本质上是TCP长连接和短连接。

**在HTTP/1.0中，默认使用的是短连接。也就是说，浏览器和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。**

**但从 HTTP/1.1起，默认使用长连接，用以保持连接特性。使用长连接的HTTP协议，会在响应头有加入这行代码：Connection:keep-alive。**

**在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的 TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。实现长连接要客户端和服务端都支持长连接。**

**长连接可以省去较多的TCP建立和关闭的操作，减少浪费，节约时间**。对于频繁请求资源的客户来说，较适用长连接。不过这里存在一个问题，存活功能的探测周期太长，还有就是它只是探测TCP连接的存活，属于比较斯文的做法，遇到恶意的连接时，保活功能就不够使了。在长连接的应用场景下，client端一般不会主动关闭它们之间的连接，Client与server之间的连接如果一直不关闭的话，会存在一个问题，**随着客户端连接越来越多，server早晚有扛不住的时候**，这时候server端需要采取一些策略，如**关闭一些长时间没有读写事件发生的连接**，这样可以避免一些恶意连接导致server端服务受损。

短连接对于服务器来说管理较为简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。但如果客户请求频繁，将在TCP的建立和关闭操作上浪费时间和带宽。

# URL #

url有最大长度限制，就问长度有限制是get的原因还是url的原因，为什么长度会有限制，是http数据包的头的字段原因还是内容字段的原因

是GET的原因，长度受到服务器和客户端的限制。

URL编解码

Url的编码格式采用的是ASCII码，而不是Unicode，这也就是说你不能在Url中包含任何非ASCII字符，例如中文。

Url中只允许包含英文字母（a-zA-Z）、数字（0-9）、-\_.~4个特殊字符以及所有保留字符；

RFC3986中指定了以下字符为保留字符：! \* ' ( ) ; : @ & = + $ , / ? \# \[ \]

Url编码通常也被称为百分号编码（Url Encoding，also known as percent-encoding），是因为它的编码方式非常简单，使用%百分号加上两位的十六进制字符。

# URI&URL #

URL（Uniform ResourceLocator）统一资源定位符，是专门为标识网络上的资源位置而设计的一种编址方式。URL一般由3个部分组成：

应用层协议

主机IP地址或域名

资源所在路径/文件名

统一资源标识符（Uniform Resource Identifier，或URI)是一个用于标识某一互联网资源名称的字符串。

URI ：Uniform Resource Identifier，统一资源标识符；

URL：Uniform Resource Locator，统一资源定位符；

URN：Uniform ResourceName，统一资源名称。

**其中，URL,URN是URI的子集。**

**URL是一种具体的URI，它不仅唯一标识资源，而且还提供了定位该资源的信息。URI是一种语义上的抽象概念，可以是绝对的，也可以是相对的，而URL则必须提供足够的信息来定位。**

### 服务器保证公钥正确性——数字证书 ###

公钥是由数字证书认证机构(CA，Certificate Authority)和其相关机关颁发的公开密钥证书。

数字证书认证机构处于客户端与服务器双方都可信赖的第三方机构的立场上。服务器会将这份由数字证书认证机构颁发的公钥证书发送给客户端，以进行公开密钥加密方式通信。**公钥证书也可叫做数字证书或直接称为证书。**

接到证书的客户端可使用数字证书认证机构的公开密钥，对那张证书上的数字签名进行验证，一旦验证通过，客户端便可明确两件事：

认证服务器的公开密钥的是真实有效的数字证书认证机构

服务器的公开密钥是值得信赖的

此处认证机关的公开密钥必须安全地转交给客户端。使用通信方式时，如何安全转交是一件很困难的事，因此，多数浏览器开发商发布版本时，会事先在内部植入常用认证机关的公开密钥。

![https://user-gold-cdn.xitu.io/2017/10/31/8584b7b52d7fbb33e6c8ed8541b161bc?imageslim][https_user-gold-cdn.xitu.io_2017_10_31_8584b7b52d7fbb33e6c8ed8541b161bc_imageslim]

### 过程 ###

· ***客户端发起HTTPS请求*** 这个没什么好说的，就是用户在浏览器里输入一个HTTPS网址，然后连接到服务端的443端口。

· ***服务端的配置*** 采用HTTPS协议的服务器必须要有一套数字证书，可以自己制作，也可以向组织申请。区别就是自己颁发的证书需要客户端验证通过，才可以继续访问，而使用受信任的公司申请的证书则不会弹出提示页面。这套证书其实就是一对公钥和私钥。

· ***传送证书*** 这个证书其实就是公钥，只是包含了很多信息，如证书的颁发机构，过期时间等等。

· ***客户端解析证书*** 这部分工作是由客户端的**SSL/TLS**来完成的，首先会验证公钥是否有效，比如颁发机构，过期时间等等，如果发现异常，则会弹出一个警示框，提示证书存在的问题。如果证书没有问题，那么就**生成一个随机值。然后用证书（也就是公钥）对这个随机值进行加密**。

· ***传送加密信息*** 这部分传送的是用证书加密后的随机值，目的是让服务端得到这个随机值，以后客户端和服务端的通信就可以通过这个随机值来进行加密解密了。

· ***服务端解密信息*** **服务端用私钥解密后，得到了客户端传过来的随机值，然后把内容通过该随机值（密钥）进行对称加密**，将信息和私钥通过某种算法混合在一起，这样除非知道私钥，不然无法获取内容，而正好客户端和服务端都知道这个私钥，所以只要加密算法够复杂，私钥够复杂，数据就够安全。

· ***传输加密后的信息*** 这部分信息就是服务端用私钥加密后的信息，**可以在客户端用随机值解密还原**。

· ***客户端解密信息*** 客户端用之前生产的私钥解密服务端传过来的信息，于是获取了解密后的内容。整个过程第三方即使监听到了数据，也束手无策。

![https://user-gold-cdn.xitu.io/2017/12/12/1604ac8e3ff148f8?imageslim][https_user-gold-cdn.xitu.io_2017_12_12_1604ac8e3ff148f8_imageslim]

**客户端获得服务器的公钥的过程是基于非对称加密实现的（数字证书）**

**而之后客户端和服务器之间的数据交换是基于对称加密实现的。**

### 更具体的过程 ###

· 客户端通过发送 Client Hello 报文开始 SSL 通信。报文中包含客户端支持的 SSL 的指定版本、加密组件(Cipher Suite)列表(所使用的加密算法及密钥长度等)

· 服务器可进行 SSL 通信时，会以 Server Hello 报文作为应答。和客户端一样，在报文中包含 SSL 版本以及加密组件。服务器的加密组件内容是从接收 到的客户端加密组件内筛选出来的。

· 之后服务器发送 Certificate 报文。报文中包含公开密钥证书。

· 最后服务器发送 Server Hello Done 报文通知客户端，最初阶段的 SSL 握手协商部分结束。

· SSL 第一次握手结束之后，客户端以 Client Key Exchange 报文作为回应。报文中包含通信加密中使用的一种被称为 Pre-master secret 的随机密码串。该 报文已用步骤 3 中的公开密钥进行加密。

· 接着客户端继续发送 Change Cipher Spec 报文。该报文会提示服务器，在此报文之后的通信会采用 Pre-master secret 密钥加密。

· 客户端发送 Finished 报文。该报文包含连接至今全部报文的整体校验值。这次握手协商是否能够成功，要以服务器是否能够正确解密该报文作为判定标准。

· 服务器同样发送 Change Cipher Spec 报文。

· 服务器同样发送 Finished 报文。

· 服务器和客户端的 Finished 报文交换完毕之后，SSL 连接就算建立完成。当然，通信会受到 SSL 的保护。从此处开始进行应用层协议的通信，即发 送 HTTP 请求。

· 应用层协议通信，即发送 HTTP 响应。

· 最后由客户端断开连接。断开连接时，发送 close\_notify 报文。

# SOA #

Web Service也叫XML Web Service WebService是一种可以接收从Internet或者Intranet上的其它系统中传递过来的请求，轻量级的独立的通讯技术。是**通过SOAP在Web上提供的软件服务，使用WSDL文件进行说明，并通过UDDI进行注册**。

SOA是一种架构风格，包括两个方面的内容：

1）抽象出服务，这些服务满足离散、松耦合、可复用、自治、无状态等特征；

2）服务可以灵活地组装和编排，满足流程整合和业务变化的需要

WebService是SOA的一种实现技术，跨语言，跨平台，提供了标准的服务定义、服务注册、服务接入和访问的方式。使用了XML、SOAP、WSDL、UDDI等技术。

### SOA三角操作模型 ###

1）三种角色

服务提供者：发布自己的服务，并且对服务请求进行响应

服务请求者：利用服务注册中心查找所需要的服务，然后使用该服务

服务注册中心：注册已经发布的服务，对其进行分类，并提供搜索服务

2）三个操作：

发布：为了使服务可访问，需要发布服务描述以使服务使用者可以发现它

查找：服务请求者查询服务注册中心来找到满足其要求的服务

绑定：检索到服务描述后，服务请求者继续根据服务描述中的信息调用服务

# XML #

XML：(Extensible Markup Language)扩展型可标记语言。面向短期的临时数据处理、面向万维网络，是Soap的基础。

# SOAP #

**SOAP：(Simple Object Access Protocol)简单对象传输协议。是XML Web Service 的通信协议。当用户通过UDDI找到你的WSDL描述文档后，他通过可以SOAP调用你建立的Web服务中的一个或多个操作。SOAP是XML文档形式的调用方法的规范，它可以支持不同的底层接口，像HTTP(S)或者SMTP。**

**SOAP=RPC+HTTP+XML：采用HTTP作为底层通讯协议；RPC作为一致性的调用途径，ＸＭＬ作为数据传送的格式，允许服务提供者和服务客户经过防火墙在INTERNET进行通讯交互。**

**简单对象传输协议，是轻量级的、简单的、基于XML的用于交换数据的协议。**

**SOAP本质上是一个 XML文档，包含以下元素：**

**1）Envelope元素：必需元素，根元素，标识此XML文档为一条SOAP消息**

**可以包含命名空间和声明额外的属性**

**2）Header元素：可选元素，有关SOAP消息的应用程序专用消息**

**3）Body元素：必需元素，包含所有的请求和响应信息**

**4）Fault元素：可选元素，提供有关在处理此消息所发生错误的信息**

**SOAP处理模型：**

**1）用XML打包请求**

**2）将请求发送给服务器**

**3）服务器接收到请求，解码XML，处理请求，以XML格式返回响应**

SOAP并不假定传输数据的下层协议，因此必须设计为能在各种协议上运行。即使绝大多数SOAP是运行在HTTP上，使用URI标识服务，SOAP也仅仅使用POST方法发送请求，用一个唯一的URI标识服务的入口。

使用 HTTP 协议的 SOAP，由于其设计原则上并不像 REST 那样强调与 Web 的工作方式相一致，所以，基于 SOAP 应用很难充分发挥 HTTP 本身的缓存能力。

**HTTP是其通信协议/传输协议，SOAP是其应用协议**

# WSDL #

WSDL：(Web Services Description Language) WSDL 文件是一个 XML 文档，用于说明一组 SOAP 消息以及如何交换这些消息。大多数情况下由软件自动生成和使用。

**网络服务描述语言，是基于XML的，用于描述网络服务、服务定位和服务提供的操作的协议。**

# UDDI #

UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration) 是一个主要针对Web服务供应商和使用者的新项目。在用户能够调用Web服务之前，必须确定这个服务内包含哪些商务方法，找到被调用的接口定义，还要在服务端来编制软件，UDDI是一种根据描述文档来引导系统查找相应服务的机制。UDDI利用SOAP消息机制（标准的XML/HTTP）来发布，编辑，浏览以及查找注册信息。它采用XML格式来封装各种不同类型的数据，并且发送到注册中心或者由注册中心来返回需要的数据。

**统一描述、发现、集成协议，提供基于网络服务的注册和发现机制**

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