听课笔记-《计算机科学速成课》28-33网络与安全

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视频目录

1 - 早期的计算 - Early Computing
2 - 电子计算 - Electronic Computing
3 - 布尔逻辑与逻辑电路 - Boolean Logic & Logic Gates
4 - 二进制 - Representing Numbers and Letters with Binary
5 - 算术逻辑单元 - How Computers Calculate - the ALU
6 - 寄存器 & 内存 - Registers and RAM
7 - 中央处理器 - The Central Processing Unit(CPU)
8 - 指令和程序 - Instructions & Programs
9 - 高级 CPU 设计 - Advanced CPU Designs
10 - 编程史话 - Early Programming
11 - 编程语言 - The First Programming Languages
12 - 编程原理：语句和函数 - Programming Basics: Statements & Functions
13 - 算法初步 - Intro to Algorithms
14 - 数据结构 - Data Structures
15 - 阿兰·图灵 - Alan Turing
16 - 软件工程 - Software Engineering
17 - 集成电路、摩尔定律 - Integrated Circuits & Moore’s Law
18 - 操作系统 - Operating Systems
19 - 内存 & 储存介质 - Memory & Storage
20 - 文件系统 - Files & File Systems
21 - 压缩 - Compression
22 - 命令行界面 - Keyboards & Command Line Interfaces
23 - 屏幕 & 2D 图形显示 - Screens & 2D Graphics
24 - 冷战和消费主义 - The Cold War and Consumerism
25 - 个人计算机革命 - The Personal Computer Revolution
26 - 图形用户界面 - Graphical User Interfaces
27 - 3D 图形 - 3D Graphics
28 - 计算机网络 - Computer Networks
29 - 互联网 - The Internet
30 - 万维网 - The World Wide Web
31 - 网络安全 - Cybersecurity
32 - 黑客与攻击 - Hackers & Cyber Attacks
33 - 加密 - Cryptography
34 - 机器学习与人工智能 - Machine Learning & Artificial Intelligence
35 - 计算机视觉 - Computer Vision
36 - 自然语言处理 - Natural Language Processing
37 - 机器人 - Robots
38 - 计算机中的心理学 - Psychology of Computing
39 - 教育型科技 - Educational Technology
40 - (完结) 奇点，天网，计算机的未来 - The Singularity, Skynet, and the Future of Computing

多图预警

笔记

第28集·计算机网络 - Computer Networks

早期网络

在公司内部方便信息交换，比起把纸卡或磁带送到另一栋里更快可靠，这是球鞋网络。能共享资源，他们这部分网络之间是内部链接，构成早期的局域网。

在局域网的计算机是怎么沟通的呢，他们通过光纤，传递2进制信号，头部信息会包含要去往的MAC地址，每一台计算机的MAC地址都是唯一的，所以在同一网络下的计算机接收到信号的时候，解析头部信息，看看这个接收方的MAC地址，是否是自己就能鉴别是否要接受该条信息。这很方便，但随着同一网络下的计算机越来越多，要发送信息的计算机和接受信息的计算机也越来越多，同一时间段很可能会有同时发送信号的情况，于是有了下面的网关。

将一片计算机之间交互频次多的划分到一个区域，每一片区域之间用交换器连接，当在自己区域的信息传播就不需要打开switch，这时即便是另一片区域的计算机也在发送同区域的信息，也不会受到影响，除非他们要跨区域沟通。

当然这不能解决所有问题，在网络通讯中还有非常重要的指数退避机制，就是说当几台计算机想要发送信号时，检查网路中是否已经有信号在占用，如果有的话，就等待一段时间再发送，比如等1秒，再发，这时候再次检测是否网络被占用，如果是那就再等一段时间，2秒钟，2秒之后再检测网络是否占用，如果占用就等4秒，如此指数级的等待时间发送，能极大程度避免网络冲突。这里面起始的1秒钟并不是固定的，它是随机数值，如如果大家的起始时间都是1秒，那依旧会冲突。

路由器

现实中的网络连接不是点对点的，这样的连通成本会灰常高，而是采用节点连接的形式，从一个城市去往另一个城市，可能要经过好几段网络路径和节点。当然发送的时候信息里面是包含要去往的目标的信息的，然后到达一个节点（路由器）会根据目标分配路径较短，较不拥挤的路径到达。

一条信息的内容特别大的时候，不便于一次性发送数据，会把数据拆分成若干分包，这些分包打上标签，去往同一目的地，在目的地网络协议会把这些分包组装起来，再解析。

这是早期的网络系统，其实网络并不神秘，他们就是连接计算机的管道，这些管道可能会断掉，那和管道那一头的计算机就断联了，但是管道这头的计算机还是能相互沟通的。

第29集·互联网 - The Internet

UDP

数据包想在互联网上传输，要符合“互联网协议”的标准，简称IP，地址必须是独有的，内容的大小也是有限制的，IP是一个非常底层的协议，数据包的头部只有目标地址，头部存关于数据的数据也叫元数据。在IP之上，要开发更高级的协议，UDP，头部包含了端口号，比如skype会申请3478端口号。IP负责把数据包送到正确的计算机，UDP负责把数据包送到正确的程序。

头部里面还有校验和，用于检查数据是否正确，检查方式是把数据求和来对比，将收到的数据加在一起，与头部校验和比对，一致的话说明正常，不一致那数据有问题。UDP不提供数据修复重复机制。

域名

我们知道连接到一台计算机，我们需要知道这台计算机的IP地址，网络会通过地址转跳到对应网络，不过ip地址都是一串数字，不便于记忆，域名很好的解决了额这个问题，我们只需要记住要访问的网页的域名即可，网络会把我们访问的域名通过DNS查表，得到 域名对应的IP地址，然后访问真实的IP。

当然里面还会有一些相关的状态码，200表示正常。

OSI五层参考模型

物理层（光纤电脑），数据链路层（二进制电信号光信号），网络层（IP协议），传输层（UDP,TCP），会话层。

TCP

三次握手：
我要给你发数据了你准备好（1），好呢，我准备好了（2），行，我知道你准备好了（3）。······开始发数据。
四次挥手：
客户端发送一个FIN段，并包含一个希望接收者看到的自己当前的序列号K. 同时还包含一个ACK表示确认对方最近一次发过来的数据。（1） ， 服务端将K值加1作为ACK序号值，表明收到了上一个包。这时上层的应用程序会被告知另一端发起了关闭操作，通常这将引起应用程序发起自己的关闭操作。（2），服务端发起自己的FIN段，ACK=K+1, Seq=L （3），客户端确认。ACK=L+1（4）。

TCP协议不用等一次通讯的握手全部执行，才能进行下一次，他们是可以同时发送多个数据包的，收多个确认码。

早期搜索

早期搜索引擎怎么去展示你想要的网页呢，通过存储在字典里面的关键字，比如我搜索猫，那存储在猫这个字典里面的网址就会被返回，那谁在前谁在后，看这个网站里面猫这个词出现的次数，很明显这里有很大的缺陷，有许多垃圾网址，将猫这个词无限拷贝，充满了网页内容，那它被，猫这个字典关联的名次就会极大靠前，但其实它根本没什么价值。只是一串无阅读意义的猫合集。谷歌之所以能够搜索引擎成功就避免了这种方式，采用关联性存储，指向性存储等等方式。

制作网页

HTML标记性语言，超文本标记语言（英语：HyperText Markup Language，简称：HTML）是一种用于创建网页的标准标记语言。可以使用 HTML 来建立自己的 WEB 站点，HTML 运行在浏览器上，由浏览器来解析。

万维网

万维网和互联网是两回事，互联网是传递数据的管道，各种程序都会用，其中传输最多数据的程序是万维网。万维网的最基本单位是单个页面，页面内容有去往其它页面的链接，叫超链接，这些超链接形成巨大的互联网络，这就是万维网的由来。

第31集·网络安全 - Cybersecurity

身份验证

你是谁？你能访问什么？来确定你在该服务器上的额权限。

权限管理

不能向上读表示，你在低权限位置不能读取高权限的内容，这样能防止非核心人员窃取到机密，不能向下写表示，你在高权限位置不能在低权限的区间写内容，这样能防止核心人员的核心内容被泄露到低权限区域。

保密性，完整性，可用性，这网络安全的三个目。

第32集·黑客与攻击 - Hackers & Cyber Attacks

攻击

在一个页面输入用户名和密码，服务器会将该内容拿去数据库比对，如果被黑客攻击，会将用户名栏输入“用户名”DROP TABLE users； 如果服务器没有做保护，会在执行完用户名校验后清空数据表。这非常可怕。

还有缓冲区溢出，在登录界面要输入用户名和密码，在幕后，系统用缓冲区存输入的值，假设缓冲区大小是10，前后有其它数据，如果超过10个限制，数据会覆盖数据。可能导致系统崩溃。还可以在is_admin的值改成true，这样就能绕过登录，劫持整个系统。可以在缓冲区后，留一些不用的空间，跟踪里面的值，看书否变化。

第33集·加密 - Cryptography

排列加密

将一列数据字符，按照一定的矩阵排布，然后从矩阵的左下角往上，从左往右依次读取，这样原先的信息就被打乱了，难以发现里面的加密规则。

公钥加密

我们有一个公开的密文，双方都知道，然后把这个公钥和自己的私钥按一定规则混合，形成新的自己的私钥，然后把这份新私钥发送给对方，对方再将这个新私钥混合自己的私钥，形成最终秘钥，这样一来双方都得到了一致的最终秘钥。外界不能知道。

我们拿最简单的三原色举例，公钥是红色， 我做了一个私钥是绿色， 你做了一个私钥是蓝色，然后我们把自己的私钥和公钥混合，我得到了黄色，你得到了紫色，我们相互交换新混合色，我拿到紫色，用紫色和我的绿色再混了得到了白色， 你拿到了黄色和你的蓝色混合也得到了白色， 我们双方的最终秘钥一致，就能解码内容了。这中间过程，外界只知道公共色红色，两个混合色 黄色和紫色，不知道最终秘钥白色。当然实际的秘钥不会用简单的颜色标记，使用的方法是类似的。

密文转换

像变换尺寸一样，一个字符，经过转盘换成另一个字符，这个字符又经过新的转盘换成另一个字符，最终输出新字符。原先的内容就完全变化了。这种方式有个弊端，就是在文章中，一个字母出现的频率是有规律的，打个比方，r的频率是最高的，那转换过的密文里面t的频率最高啊，很有可能说明，原先的内容里的r被转换成了t，用这种方式排查能节省很多解密时间。

1-4课笔记-计算机历史

5-9课笔记-计算机硬件

10-14课笔记-编程基础

15-17课笔记-计算机发展

18-21课笔记-操作系统

22-27课笔记-计算机交互

28-33课笔记-网络安全

34-40课笔记-人工智能