网络

来源:互联网 发布:夏易网络官网 编辑:程序博客网 时间:2024/05/19 01:08

SGML:标准通用标记语言
HTML:超文本标记语言
HTTP:超文本传输协议
URL:统一资源定位符
FTP:文件传输协议
DNS:域名系统
TCP:传输控制协议
UDP:用户数据报协议
IP:网际协议
SSL:安全套接层
TLS:传输层安全

1.cookie和session的区别:

Cookie的概念

Cookie是浏览器(User Agent)访问一些网站后,这些网站存放在客户端的一组数据,用于使网站等跟踪用户,实现用户自定义功能。

Cookie的Domain和Path属性标识了这个Cookie是哪一个网站发送给浏览器的;Cookie的Expires属性标识了Cookie的有效时间,当Cookie的有效时间过了之后,这些数据就被自动删除了。

如 果不设置过期时间,则表示这个Cookie生命周期为浏览器会话期间,只要关闭浏览器窗口,Cookie就消失了。这种生命期为浏览会话期的Cookie 被称为会话Cookie。会话Cookie一般不保存在硬盘上而是保存在内存里。如果设置了过期时间,浏览器就会把Cookie保存到硬盘上,关闭后再次 打开浏览器,这些Cookie依然有效直到超过设定的过期时间。存储在硬盘上的Cookie可以在不同的浏览器进程间共享,比如两个IE窗口。而对于保存 在内存的Cookie,不同的浏览器有不同的处理方式。

Session的概念

Session 是存放在服务器端的类似于HashTable结构(每一种web开发技术的实现可能不一样,下文直接称之为HashTable)来存放用户数据,当浏览器 第一次发送请求时,服务器自动生成了一个HashTable和一个Session ID用来唯一标识这个HashTable,并将其通过响应发送到浏览器。当浏览器第二次发送请求,会将前一次服务器响应中的Session ID放在请求中一并发送到服务器上,服务器从请求中提取出Session ID,并和保存的所有Session ID进行对比,找到这个用户对应的HashTable。

一般情况下,服务器会在一定时间内(默认20分钟)保存这个 HashTable,过了时间限制,就会销毁这个HashTable。在销毁之前,程序员可以将用户的一些数据以Key和Value的形式暂时存放在这个 HashTable中。当然,也有使用数据库将这个HashTable序列化后保存起来的,这样的好处是没了时间的限制,坏处是随着时间的增加,这个数据 库会急速膨胀,特别是访问量增加的时候。一般还是采取前一种方式,以减轻服务器压力。


Session是由应用服务器维持的一个服务器端的存储空间,用户在连接服务器时,会由服务器生成一个唯一的SessionID,用该SessionID 为标识符来存取服务器端的Session存储空间。而SessionID这一数据则是保存到客户端,用Cookie保存的,用户提交页面时,会将这一 SessionID提交到服务器端,来存取Session数据。这一过程,是不用开发人员干预的。所以一旦客户端禁用Cookie,那么Session也会失效。

服务器也可以通过URL重写的方式来传递SessionID的值,因此不是完全依赖Cookie。如果客户端Cookie禁用,则服务器可以自动通过重写URL的方式来保存Session的值,并且这个过程对程序员透明。

可以试一下,即使不写Cookie,在使用request.getCookies();取出的Cookie数组的长度也是1,而这个Cookie的名字就是JSESSIONID,还有一个很长的二进制的字符串,是SessionID的值。

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2.三次握手与四次挥手

<1>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。

<2>四次挥手?

这里写图片描述
PS:这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发。
PS:由于TCP连接时全双工的,因此,每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭。
(1)第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。
(2)第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。
(3)第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。
(4)第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。
PS:上面是一方主动关闭,另一方被动关闭的情况,实际中还会出现同时发起主动关闭的情况,具体流程如下图:
这里写图片描述

<3>为什么要进行三次握手,而不是两次?

“三次握手”的目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误”,书中的例子是这样的,“已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下:client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失,而是在某个网络结点长时间的滞留了,以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后,就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段,同意建立连接。假设不采用“三次握手”而是“两次握手”,那么只要server发出确认,新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求,因此不会理睬server的确认,也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立,并一直等待client发来数据。这样,server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况,client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认,就知道client并没有要求建立连接。说白了主要目的是防止server端一直等待,浪费资源。

<4>为什么要进行四次挥手?

保证TCP协议的全双工连接能够可靠关闭。
保证这次连接的重复数据段从网络中消失。
(1)如果Client直接CLOSED了,那么由于IP协议的不可靠性或者是其它网络原因,导致Server没有收到Client最后回复的ACK。那么Server就会在超时之后继续发送FIN,此时由于Client已经CLOSED了,就找不到与重发的FIN对应的连接,最后Server就会收到RST而不是ACK,Server就会以为是连接错误把问题报告给高层。这样的情况虽然不会造成数据丢失,但是却导致TCP协议不符合可靠连接的要求。所以,Client不是直接进入CLOSED,而是要保持TIME_WAIT,当再次收到FIN的时候,能够保证对方收到ACK,最后正确的关闭连接。
(2)如果Client直接CLOSED,然后又再向Server发起一个新连接,我们不能保证这个新连接与刚关闭的连接的端口号是不同的。也就是说有可能新连接和老连接的端口号是相同的。一般来说不会发生什么问题,但是还是有特殊情况出现:假设新连接和已经关闭的老连接端口号是一样的,如果前一次连接的某些数据仍然滞留在网络中,这些延迟数据在建立新连接之后才到达Server,由于新连接和老连接的端口号是一样的,又因为TCP协议判断不同连接的依据是socket pair(套接字:源IP地址和目的IP地址以及源端口号和目的端口号的组合称为套接字。其用于标识客户端请求的服务器和服务。),于是,TCP协议就认为那个延迟的数据是属于新连接的,这样就和真正的新连接的数据包发生混淆了。所以TCP连接还要在TIME_WAIT状态等待2倍MSL,这样可以保证本次连接的所有数据都从网络中消失。

<5>为什么建立连接是三次握手,而关闭连接却是四次挥手呢?

这是因为服务端在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,当收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,己方也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即close,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送。

<6> 为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态?

这是因为虽然双方都同意关闭连接了,而且握手的4个报文也都协调和发送完毕,按理可以直接回到CLOSED状态(就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样);但是因为我们必须要假想网络是不可靠的,你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到,因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文,而重发FIN报文,所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。

<7>SYN攻击?

在三次握手过程中,Server发送SYN-ACK之后,收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-open connect),此时Server处于SYN_RCVD状态,当收到ACK后,Server转入ESTABLISHED状态。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址,并向Server不断地发送SYN包Server回复确认包并等待Client的确认,由于源地址是不存在的,因此,Server需要不断重发直至超时,这些伪造的SYN包将产时间占用未连接队列,导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃,从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。SYN攻击时一种典型的DDOS攻击,检测SYN攻击的方式非常简单,即当Server上有大量半连接状态且源IP地址是随机的,则可以断定遭到SYN攻击了,使用如下命令可以让之现行:
#netstat -nap | grep SYN_RECV

TCP协议

<1>TCP报文格式图:

这里写图片描述
(1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。
(2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。
(3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:
(A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。
(B)ACK:确认序号有效。
(C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
(D)RST:重置连接。
(E)SYN:发起一个新连接。
(F)FIN:释放一个连接。

<2>TCP与UDP的区别?

TCP(传输控制协议):是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport layer)通信协议。
UDP(用户数据报协议):是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 768是UDP的正式规范。

<3>为什么TCP连接是可靠的?

<4>TCP协议栈?

这里写图片描述
TELNET (Teletype over the Network,网络电传) ,通过一个终端(terminal)登陆到网络(运行在TCP协议上)。
FTP (File Transfer Protocol,文件传输协议) ,由名知义(运行在TCP协议上)。
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol,简单邮件传输协议) ,用来发送电子邮件(运行在TCP协议上)。
DNS (Domain Name Service,域名服务) ,用于完成地址查找,邮件转发等工作(运行在TCP和UDP协议上)。
ECHO (Echo Protocol,回绕协议) ,用于查错及测量应答时间(运行在TCP和UDP协议上)。
NTP (Network Time Protocol,网络时间协议) ,用于网络同步(运行在UDP协议上)。
SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议) ,用于网络信息的收集和网络管理。
BOOTP (Boot Protocol,启动协议) ,应用于无盘设备(运行在UDP协议上)

<5>TCP可靠的原因?

HTTP与HTTPS

<1>HTTP与HTTPS的区别?

HTTP协议传输的数据都是未加密的,也就是明文的。
HTTPS都是用的HTTP+TLS协议构建的可进行加密传输身份认证的网络协议(之前是SSL,但是后来升级了)
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是超文本传输协议,信息是明文传输,https则是具有安全性的ssl加密传输协议。
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。
4、http的连接很简单,是无状态的;HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比http协议安全。

<2>SSL的作用

(1)、认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器;
(2)、加密数据以防止数据中途被窃取;
(3)、维护数据的完整性,确保数据在传输过程中不被改变。
而SSL证书指的是在SSL通信中验证通信双方身份的数字文件,一般分为服务器证书和客户端证书,我们通常说的SSL证书主要指服务器证书,SSL证书由受信任的数字证书颁发机构CA(如VeriSign,GlobalSign,WoSign等),在验证服务器身份后颁发,具有服务器身份验证和数据传输加密功能,分为扩展验证型(EV)SSL证书、组织验证型(OV)SSL证书、和域名验证型(DV)SSL证书。

<3>HTTPS的工作原理?

(1)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server的443端口。
(2)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(startssl就是个不错的选择,有1年的免费服务)。
这套证书其实就是一对公钥和私钥,如果对公钥和私钥不太理解,可以想象成一把钥匙和一个锁头,只是全世界只有你一个人有这把钥匙,你可以把锁头给别人,别人可以用这个锁把重要的东西锁起来,然后发给你,因为只有你一个人有这把钥匙,所以只有你才能看到被这把锁锁起来的东西。
(3)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。
(4)客户端解析证书
这部分工作是有客户端的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,则会弹出一个警告框,提示证书存在问题。
如果证书没有问题,那么就生成一个随机值,然后用证书对该随机值进行加密,就好像上面说的,把随机值用锁头锁起来,这样除非有钥匙,不然看不到被锁住的内容。
(5)传送加密信息
这部分传送的是用证书加密后的随机值,目的就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。
(6)服务段解密信息
服务端用私钥解密后,得到了客户端传过来的随机值(私钥),然后把内容通过该值进行对称加密,所谓对称加密就是,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彪悍,私钥够复杂,数据就够安全。
(7)传输加密后的信息
这部分信息是服务段用私钥加密后的信息,可以在客户端被还原。
(8)客户端解密信息
客户端用之前生成的私钥解密服务段传过来的信息,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。

<4>https握手过程详解?

对称加密算法的复杂度低,所以在传输数据的时候,使用的是对称加密算法;
但是对称加密算法使用的是相同的秘钥,为了保证秘钥的安全性,单独对秘钥的传输采用非对称加密;
同时,数据的传输过程中时候用HASH算法用于验证数据的完整性。
非对称加密算法用于在握手过程中加密生成的密码
对称加密算法用于对真正传输的数据进行加密
而HASH算法用于验证数据的完整性。
客户端有公钥,服务器有私钥,客户端用公钥对对称密钥进行加密,将加密后的对称密钥发送给服务器,服务器用私钥对其进行解密,所以客户端和服务器可用对称密钥来进行通信。公钥和私钥是用来加密密钥,而对称密钥是用来加密数据,分别利用了两者的优点。

(1)浏览器将自己支持的一套加密规则发送给网站,如RSA加密算法,DES对称加密算法,SHA1摘要算法

(2)网站从中选出一组加密算法与HASH算法,并将自己的身份信息以证书的形式发回给浏览器。证书里面包含了网站地址,加密公钥,以及证书的颁发机构等信息(证书中的私钥只能用于服务器端进行解密,在握手的整个过程中,都用到了证书中的公钥和浏览器发送给服务器的随机密码以及对称加密算法)

(3)获得网站证书之后浏览器要做以下工作:

a) 验证证书的合法性(颁发证书的机构是否合法,证书中包含的网站地址是否与正在访问的地址一致等),如果证书受信任,则浏览器栏里面会显示一个小锁头,否则会给出证书不受信的提示。

b) 如果证书受信任,或者是用户接受了不受信的证书,浏览器会生成一串随机数的密码(这其实就是用于之后数据通信的对称加密算法的秘钥),并用证书中提供的公钥加密(对秘钥的加密采用非对称的方法)。

c) 使用约定好的HASH算法计算握手消息,并使用生成的随机数(对称算法的秘钥)对消息进行加密,最后将之前生成的被公钥加密的随机数密码,HASH摘要值(已经被对称算法加密)一起发送给服务器

(4)网站接收浏览器发来的数据之后要做以下的操作:

a) 使用自己的私钥将信息解密并取出浏览器发送给服务器的随机密码(得到了对称加密算法的秘钥),使用密码解密浏览器发来的握手消息(用对称算法的秘钥解HASH摘要值),并验证HASH是否与浏览器发来的一致。

b) 使用随机密码加密一段握手消息,发送给浏览器。

(5)浏览器解密并计算握手消息的HASH,如果与服务端发来的HASH一致,此时握手过程结束,之后所有的通信数据将由之前浏览器生成的随机密码并利用对称加密算法进行加密。

从上面的4个大的步骤可以看到,握手的整个过程使用到了数字证书、对称加密、HASH摘要,非对称加密算法。

<5>http请求方法

(1)
GET 请求获取Request-URI所标识的资源
POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据
HEAD 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头
PUT 请求服务器存储一个资源,并用Request-URI作为其标识
DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源
TRACE 请求服务器回送收到的请求信息,主要用于测试或诊断
CONNECT 保留将来使用
OPTIONS 请求查询服务器的性能,或者查询与资源相关的选项和需求
状态代码有三位数字组成,第一个数字定义了响应的类别,且有五种可能取值:
(2)
1xx:指示信息–表示请求已接收,继续处理
2xx:成功–表示请求已被成功接收、理解、接受
3xx:重定向–要完成请求必须进行更进一步的操作
4xx:客户端错误–请求有语法错误或请求无法实现
5xx:服务器端错误–服务器未能实现合法的请求
(3)
常见状态代码、状态描述、说明:
200 OK //客户端请求成功
301 临时重定向
302 永久重定向
400 Bad Request //客户端请求有语法错误,不能被服务器所理解
401 Unauthorized //请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
403 Forbidden //服务器收到请求,但是拒绝提供服务
404 Not Found //请求资源不存在,eg:输入了错误的URL
500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求,一段时间后可能恢复正常

<6>http版本区别

<7>http报文结构

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