网络相关

网络模型

七层模型:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

应用层: 网络服务与最终用户的一个接口。 

协议有:HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP

表示层 :数据的表示、安全、压缩。 格式有:JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等

会话层 :建立、管理、终止会话。

传输层:定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。 协议有:TCP UDP。

网络层 :进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。 协议有:ICMP IGMP IP

数据链路层: 建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。(由底层网络定义协议) 将比特组合成字节进而组合成帧,用MAC地址访问介质,错误发现但不能纠正。

 物理层 :建立、维护、断开物理连接。

TCP/IP 层级模型结构,之间的协议通过逐级调用[传输层]网络层 和物理[数据链路层]

可以实现应用层的应用程序通信互联。 应用层需要关心应用程序的逻辑细节,而不是数据在网络中的传输活动。应用层其下三层则处理真正的通信细节。

7层和4层网络模型


http协议报文:请求报文(请求行/请求头/请求数据/空行) http 有哪些部分?

1.请求行:请求方式,URL字段和HTTP协议版本 例如:GET /index.html HTTP/1.1 

请求方法: GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT 

1.1 :get方法将数据拼接在url后面,传递参数受限 ,不安全

1.2: post方法中,会把数据以key value形式发送请求,放在请求体中。

2. 请求头(key value形式)

 User-Agent:产生请求的浏览器类型。

 Accept:客户端可识别的内容类型列表。 

  Host:主机地址 

3. 响应报文(状态行、消息报头、响应正文) 状态行 消息报头 响应正文 


get和post的区别?

1. get一般用于从服务器上获取数据,post一般用于向服务器传输数据

2. get采用的地址传参,传输的数据量小,一般2K;post采用报文传参, 可传输的数据量很大,一般默认无限传输,但实际有上限(4G)

3. get安全性非常低,post安全性较高

4. get不能上传文件,post可以上传文件


TCP、IP头部多长?

IP: 头部范围为20B(不含options)~60B

UDP: 头部长度是固定的,为12B(假头部)+8B(真头部) = 20B

TCP: 跟IP头长度一样,20B~60B,取决于有没有options.


TCP是如何保证可靠的?

1:确认和重传:接收方收到报文就会确认回执,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:

  UDP:IP数据报大于1500字节,大于MTU.这个时候发送方IP层就需要分片(fragmentation).把数据报分成若干片,使每一片都小于MTU.而接收方IP层则需要进行数据报的重组。由于UDP的特性,当某一片数据传送中丢失时,接收方便无法重组数据报。UDP会判断报文是否完整,不完整就不做处理,丢弃整个UDP数据报。

  TCP: 会按MTU合理分片,接收方会缓存未按序到达的数据,重新排序后再交给应用层。

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。(通过滑动窗口大小的调整来进行流量控制,根据宽带大小,链路是否拥塞,接收方能处理的数据量来进行动态调整。)

5:拥塞控制:当网络拥塞时,减少数据的发送。


4. TCP粘包/UDP窜包?

粘包和窜包都很简单,通过设置包头和序列号基本上就可以解决相应的问题,这里仅简单提一下。所谓的TCP粘包是在一次接收数据不能完全地体现一个完整的消息数据。

TCP通讯为何存在粘包呢?主要原因是TCP是以流的方式来处理数据,再加上网络上MTU的往往小于在应用处理的消息数据,所以就会引发一次接收的数据无法满足消息的需要,导致粘包的存在。

处理粘包的唯一方法就是制定应用层的数据通讯协议,通过协议来规范现有接收的数据是否满足消息数据的需要。

在应用中处理粘包的基础方法主要有两种:分别是以4节字描述消息大小或制定 结束符,实际上也有两者相结合的如HTTP,redis的通讯协议等。


TCP --4次挥手流程:

4次挥手图解 



3次握手流程 


MTU的理解? 

最大输出单元,如果在IP层要传输一个数据报比链路层的MTU还大,那么IP层就会对这个数据报进行分片。一个数据报会被分为若干片,每个分片的大小都小于或者等于链路层的MTU值。当同一网络上的主机互相进行通信时,该网络的MTU对通信双方非常重要。


 HTTP和HTTPS区别?

 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;http一般是免费的。

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。


HTTPS 中的 SSL 握手建立过程

1:首先,客户端 A 访问服务器 B。客户端 A 会生成一个随机数1,把随机数1 、自己支持的 SSL 版本号以及加密算法等这些信息告诉服务器 B 。

2:服务器 B 知道这些信息后,确认一下双方的加密算法,然后服务端也生成一个随机数 B ,并将随机数 B 和 CA 颁发给自己的证书一同返回给客户端 A 。

3:客户端 A 得到 CA 证书后,校验该 CA 证书的有效性。校验通过后,客户端生成一个随机数3 ,然后用证书中的公钥加密随机数3 并传输给服务端 B 。服务端 B 得到加密后的随机数3,然后利用私钥进行解密,得到真正的随机数3。

4:客户端 A 和服务端 B 都有随机数1、随机数2、随机数3,然后双方利用这三个随机数生成一个对话密钥。之后传输内容就是利用对话密钥来进行加解密了。这时就是利用了对称加密,一般用的都是 AES 算法。

5:客户端 A 通知服务端 B ,指明后面的通讯用对话密钥来完成,同时通知服务器 B 客户端 A 的握手过程结束。

6:服务端 B 通知客户端 A,指明后面的通讯用对话密钥来完成,同时通知客户端 A 服务器 B 的握手过程结束。SSL 的握手部分结束,SSL 安全通道的数据通讯开始,客户端 A 和服务器 B 开始使用相同的对话密钥进行数据通讯。

简单地来讲:

客户端和服务端建立 SSL 握手:客户端通过 CA 证书来确认服务端的身份;互相传递三个随机数,之后通过这随机数来生成一个密钥;互相确认密钥,然后握手结束;数据通讯开始,都使用同一个对话密钥来加解密;

在 HTTPS 加密原理的过程中把对称加密和非对称加密都利用了起来。即利用了非对称加密安全性高的特点,又利用了对称加密速度快,效率高的好处。


 中间人攻击

中间人攻击(英语:Man-in-the-middle attack,缩写:MITM),指攻击者与通讯的两端分别创建独立的联系,并交换其所收到的数据,使通讯的两端认为他们正在通过一个私密的连接与对方直接对话,但事实上整个会话都被攻击者完全控制。

中间人攻击过程

1、截获客户端与服务器通信的通道

2、然后在 SSL 建立连接的时候,进行中间人攻击

3、将自己伪装成客户端,获取到服务器真实有效的 CA 证书(非对称加密的公钥)

4、将自己伪装成服务器,获取到客服端的之后通信的密钥(对称加密的密钥)

5、有了证书和密钥就可以监听之后通信的内容了


 charles抓包原理

抓取https包的时候,青花瓷会要求使用设备对抓包的设备, 安装一个证书,安装这个证书的时候,其实是安装了一个根证书(允许颁发CA的一个证书机构的根证书), 安装了该根证书之后,该证书机构颁发的其他证书, 默认都会被你的系统所信任,这个就是青花瓷完成https抓包的一个重要前提!!

中间人攻击过程

1:当客户端对服务器Server发送请求(带着随机数和加密算法), 青花瓷做了代理,请求被青花瓷拦截处理。

注意:青花瓷收到客户端的随机数和加密算法, 自己生成一对密钥,选择一个客户端的加密算法。

2:青花瓷伪装成客户端去请求Server。Server会和青花瓷完成证书校验, 并且读取青花瓷带来的具体请求, 返回正常的数据结果。

3:青花瓷得到服务器数据的返回结果后, 伪装成服务器的身份去和客户端通信

青花瓷生成的公钥和真实的server不一样, 但是域名是一样的, 除了域名是一致的,其他的都不是一致的。这个签发机构是青花瓷之前让安装的根证书签发的。所以当返回这个证书的时候,客户端设备的验证是通过的。

 青花瓷会返回一个伪造的CA证书。Client用这个伪造的证书,和青花瓷通信。然后青花瓷再和Server通信。成了一个中间人的角色,这样,整个过程的数据传输,都被青花瓷给监听到了


常见面试题

【问题1】为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?

答:因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态?

答:虽然按道理,四个报文都发送完毕,我们可以直接进入CLOSE状态了,但是我们必须假象网络是不可靠的,有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复,但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK,将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭,它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器,等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN,那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间,2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL,Client都没有再次收到FIN,那么Client推断ACK已经被成功接收,则结束TCP连接。

【问题3】为什么不能用两次握手进行连接?

答:3次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。

      现在把三次握手改成仅需要两次握手,死锁是可能发生的。作为例子,考虑计算机S和C之间的通信,假定C给S发送一个连接请求分组,S收到了这个分组,并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定,S认为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组。可是,C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不知道S 是否已准备好,不知道S建立什么样的序列号,C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下,C认为连接还未建立成功,将忽略S发来的任何数据分 组,只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后,重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

【问题4】如果已经建立了连接,但是客户端突然出现故障了怎么办?

TCP还设有一个保活计时器,显然,客户端如果出现故障,服务器不能一直等下去,白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器,时间通常是设置为2小时,若两小时还没有收到客户端的任何数据,服务器就会发送一个探测报文段,以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应,服务器就认为客户端出了故障,接着就关闭连接。


参考:

Https原理及流程 -    客户端&服务器建立SSL连接的效验过程

对称加密、非对称加密、数字签名 -   

TCP/IP协议简单总结_等待化茧成蝶的专栏-CSDN博客   7层网络协议每一层特点

TCP 3次握手,4次挥手状态详解   

https://blog.csdn.net/qq_42447950/article/details/81329900  3次握手 和 4次挥手   && tcp 和 udp 的区别 ,TCP 内部的字段和意思,讲解易懂   

TCP粘包,拆包及解决方法 - panchanggui - 博客园

客户端认证服务端证书的过程_zxr的博客-CSDN博客

Http与Socket的介绍以及两者之间的区别_等待化茧成蝶的专栏-CSDN博客

http 请求包含哪几个部分(请求行、请求头、请求体) - 码农教程

https://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471   里面有一些配图,可以看一下,和上面的类似

https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809    3次握手 和 4次挥手 ,面试题相关 

TCP长连接与短连接的区别 - 后端技术 - 博客园

https://blog.csdn.net/luo_boke/article/details/114220450   ssl  和 tls 区别

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