网络-TCP/IP的四层模型

TCP/IP四层模型中的典型协议解析以及特性讲解

1.应用层

负责应用程序之间的数据传输

知名协议：

HTTP协议

（超文本传输协议）

网址-URL

（统一资源定位符）

http://user:[email protected]:80/dir/index.htm?uid=1#ch1

协议方案名称：//用户名：密码@服务器地址：端口号/请求资源路径？查询字符串#片段标识符

URL编码/解码：

查询字符串是用户提交给服务器的数据信息；

这些提交的数据中若是出现特殊字符，则有可能与URL中间隔符产生歧义导致URL解析失败，因此查询字符串中不能出现特殊字符。

若是提交的数据中真的有特殊字符需要对查询字符串中的数据进行URL编码操作；编码之后的数据在对端需要进行URL解码操作

URL编码：将特殊字符每一个字节转换为16进制数字字符串，并且为了表名这两个字符是经过了URL编码后的数据，需要在转换后的数据前加上%。'+'----->'%2B'

URL解码：当遇到'%'，则认为紧跟其后的两个字符需要转码，将第一个字符转换为数字左移4位与第2个字符转换后的数据进行相加。'%2B'->('2' - '0') << 4 + ('b' - 'a' + 10) -> 43 -> '+'

一个中文：%2e%3e%4d

HTTP协议格式

首行

（1）请求首行： 请求方法 URL 协议版本

• 请求方法：GET/POST get没有正文，提交的数据在URL的查询字符串中

• 协议版本：HTTP 0.9/1.0/1.1/2

• 各个版本新的特性：HTTP 2开始，服务器端可以主动向客户端发送信息

（2）响应首行： 协议版本 响应状态码 状态码描述信息

响应状态码：1** / 2 ** /3** /4** /5**

教程：https://www.runoob.com/http/http-status-codes.html

• 1**：信息性状态码，描述信息，接收的请求正在处理；

• 2**：成功状态码，客户端请求已经正确处理并响应；典型：200（请求成功。一般用于GET与POST请求）

• 3**：重定向状态码，需要进行附加操作以完成请求；典型：302（临时移动。与301类似。但资源只是临时被移动。客户端应继续使用原有URI）

• 4**：客户端错误状态码，服务器无法处理请求；典型：404（服务器无法根据客户端的请求找到资源（网页））

• 5**：服务器错误状态码，服务器处理请求出错；典型：502（作为网关或者代理工作的服务器尝试执行请求时，从远程服务器接收到了一个无效的响应）

头部

头部信息格式：以一个个key:val组成的键值对，并且各个键值对之间以\r\n作为间隔

HTTP常见Header

• Content-Type:描述的是正文是什么类型的数据（text/html等）

• Content-Length/Transfer-Encoding:正文的长度chuncked

• Host:客户端告知服务器，所请求的资源是在那个主机的哪个端口上

• location:搭配3**重定向状态码使用，告诉客户端接下来去哪里访问

• User-Agent:声明用户的操作系统和浏览器版本信息

• referer:当前的页面是从哪个页面跳转过来的

• Cookie:用于在客户端存储少量信息，通常用于实现会话(session)的功能

  expires:Cookie 的时间信息，显示什么时候过期

• Set-Cookie:设置和页面关联的Cookie，服务器返回的信息

   

空行

\r\n 用于间隔头部与正文

正文

 

HTTP的方法

• GET 获取资源

• POST 传输实体主题

• PUT 传输文件

• HEAD 获得报文首部

• DELETE 删除文件

• OPTIONS 询问支持方法

• TRACE 追踪路径

2.传输层

负责端与端之间的数据传输（端点/端口，进程）

典型协议：TCP/UDP

2.1端口号

在一个主机上标识一个进程（标识接收到的数据应该交给哪个进程处理）；

一个端口只能被一个进程占用；

一个进程可以使用多个端口；

uint16_t 无符号16位整数：端口号0~65535 0~1023不推荐使用（被知名协议使用）

面试题：在一个主机上可以启用65536个客户端

2.2五元组

在网络通信中每一条数据都必须带有一些关键信息（源IP地址/源端口/目的IP地址/ 目的端口/协议）

功能：用于标识网络中的一条通信

2.3UDP协议

（用户数据报协议）

特性：无连接，不可靠，面向数据报

无连接

通信时，不需要建立连接，只需要知道对端地址信息（IP和端口号），就可以发送数据

不可靠

没有确认机制，没有重传机制，若因网络故障无法发到对方，UDP协议层也不会返回任何错误信息；优点：简单快速，占资源少

面向数据报

数据只能一整条一整条向应用层交付

 

udp协议字段:16位源/目的端口 16位数据报长度 16位校验和（校验接收数据和发送数据是否一致）

16位数据报长度：用于指定整个udp数据报的长度（包含头部），决定了一个udp协议的数据data长度不能大于64k - 8; 8 -> udp头部长度；否则发送失败；因此当数据长度大于64k - 8时，就需要用户在应用层进行数据分包，将数据分成一个个小于64k - 8大小的数据段；

udp并不保证数据有序到达，需要用户在应用层进行包序管理；

用户每次调用发送接口发送数据的时候，udp会直接为这条数据封装udp头部信息，直接发送出去

udp总结

为了防止用户接收半条数据，导致udp剩余数据无法根据协议字段中的数据报长度确定数据长度，因此udp规定，数据只能整条交付**

基于UDP的应用层协议

• DNS:域名解析协议

• DHCP：动态主机配置协议

下次补充哦

3.网络层

4.链路层