HTTP网络协议（学习笔记一）

最近在学习/复习软件工程师必备的技能------ HTTP网络协议，一共是22课，计划写4份学习笔记。（内容会自我完善，方便自己查阅）
1.基本概念
2.集线器网桥交换机
3.MAC地址IP地址子网掩码
4.超网_静态路由
5.局域网_NAT

HTTP网络协议

1.基本概念

流媒体，可跨平台（前端、iOS、android）
即时通讯，需要看搞后端还是客户端

互联网

Q：数据是如何从一个设备传递到另一个设备？
A：通过网络协议来规定的，没有网络协议，就没有今天的互联网

各种各样的网络协议：HTTP、HTTPS、SMTP、MQTT、RTMP

Q：TCP和UDP的区别？说一下它们的报文格式

Q：TCP的流量控制和拥塞控制？TCP如何实现可靠性传输？

Q：为什么连接是3次握手，4次挥手？

Q：7层模型和4层模型的区别？每一层的作用是什么？

Q：交换机与路由器的区别？

网络抓包

浏览器：（Chrome、Firefox）、 Fiddler、Wireshark
模拟工具：Xshell(只有Windows 版)

JAVA 25年了，生态圈很成熟。 GO新起之秀，短时间不可能打败JAVA，不成熟。

C/C++ 跨平台：(.c/.cpp文件)
-> 一份代码能跑多个平台(操作系统)，效果基本一样。
原理：进行不同平台编译成不同格式的文件。

Windows：PE格式 0101加到内存中
Mac：Mach-O 格式
Linux：ELF格式
JAVA跨平台原理：.java — 编译 —.class （跟平台无关的字节码文件，不是可执行文件）
-> 一次编译，到处执行
编译成跟平台无关的字节码文件（class文件）
JVM：Java Virtual Machine 软件，JAVA虚拟机。Oracle提供（JAVA官方Sun公司，2009以74亿美元被Oracle收购） （有JDK，就有JRE，就能使用JVM）

Windows：启动JVM，加载字节码文件到内存中，并解析，转成0101机器指令
Mac：同上
Linux：同上

服务器软件.PNG

客户端	服务器
	CPU、内存、散热要求高
	多端口：80端口运行软件（服务器软件：作用占用某个端口，为了监听端口网络数据流通），拿到数据，解析，返回数据。 ———————— 怕服务器软件撑不住，再加一个端口8080。
	安装服务器软件Tomcat(免费开源)，启动JVM— 启动Tomcat — 把JAVA代码执行 (bin目录，startup.bat Windows 系统启动，startup.sh Linx 系统启动)
	http://IP地址:端口号/项目

什么是协议？约束双方，减少沟通成本。
国际标准化组织ISO，1985年制定了网络互联模型
OSI参考模型 Open System Interconnect Reference Model,具有7层。
TCP/IP 协议：实际应用参考模型

应用星 （Applikation).PNG

2.集线器网桥交换机

搭建JAVA服务器开发环境

网络中的一些基本概念
MAC地址、IP地址、路由器、交换机
HTML CSS JS基础
Sevlet: JSP API Sevlet API
JAVA里的包类似C++、C#的namespace

计算机之间的通信基础
1.需要知道IP地址
2.网卡：接受数据，MAC地址（网卡地址）（交换机解析拿到网卡地址）
不在同一个网段，路由器的功能是把他们连接不同的网段

ARP协议，广播（广播是在同一个网段中实现的）ARP是有缓存的
发广播的目的：获取对方的MAC地址，同一网段所有网卡都能接收

ICMP

网线直联：交叉线（不是直线）

同轴电缆：半双工通信（基本已淘汰）信号可能会叠加、冲突，需要等待时机。不安全，有冲突域

集线器hub: 半双工通信，容易冲突，不安全，跟同轴电缆一样没有智商。（没有存储功能，计算机才有缓存）（同轴电缆升级版，理解为把线连在一起）缺点：占用带宽，占用线路

网桥(Bridge)：连接同一个网段，记录MAC地址
它能通过自学习得知每个接口那侧的MAC地址
从而起到隔离冲突域的作用

STP 生成树协议

交换机（Switch-PT ）：局域网的最终方案（跨网段用路由器）有记忆功能
相当于接口更多的网
全双工通信
可设置上网的MAC地址

路由器（Router）：可以在不同网段之间转发数据
隔绝广播域

3.MAC地址IP地址子网掩码

IMG_5341.PNG

总结：

网线直连、同轴电缆、网桥、交换机

连接的设备必须在同一网段

连接的设备处在同一广播域

路由器

可以在不同的网段之间转发数据

隔绝广播域

路由器提供网关

网关：帮助跨网段

MAC地址
每个网卡都有一个6字节(48bit)的MAC地址 (Media Access Control Address）
1个16 进制 = 4 个 2进制， 2个16进制 = 8 个 2进制

40-55-82 A1-8C-62
全球唯一，固化在了网卡的ROM中，由IEEE802标准规定
前3字节：OUI（Organizationally Unique Identifier）,组织唯一标识符
IEE注册管理机构分配给厂商

后3字节：网络接口标识符
由厂商自行分配

当48位全为1时，为广播地址

硬件是全球唯一的，操作系统可以更换MAC地址（可以自行修改电脑里的MAC地址）

Pyhsical Address

动态存两分钟，静态很久（操作系统不一样，时间可能不一样）

IP地址 Internet Protocol Address
IPv4，32bit（4字节），2019.11.25，全球的IP地址已用完
IPv6，128biit（16字节）

IP地址：网络ID + 主机ID
网段计算：IP地址 子网掩码，按位与运算可以得出

IP地址：192.168.1.10
子网掩码：255.255.255.0

1100 0000.1010 1000.0000 0001.0000 1010
& 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000
————————————————————————
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0000 0000
-> 192.168.1.0 网段

IP地址：130.168.1.10
子网掩码：255.255.0.0
网段：130.168.0.0

256 + 256 - 2 (130.168.0.0网段\130.168.255.255 这个是广播地址)

A类 （0-127 8）120.255.255.255 最大主机数：256256256 - 2 = 2的24次方 - 2 = 16777214
B类 （128-191 16) 256256 -2 = 2 的 16次方 - 2 = 65534
C类（192-223 24) 最常见，256 -2 = 254
D类，没有子网掩码，用于多播（组播）地址
E类，保留今后使用

CIDR 无类别域

Q:为什么要进行子网划分？
A:如果需要让200台主机在同一个网段内，可以分配到C类网段，比如192.168.1.0/24

子网划分：借用主机位作子网位，划分出多个子网

可分为
-等长子网划分：将一个网段等分成多个子网，每个子网的可用IP地址数量是一样的
-变长子网划分：每个子网的可用IP地址数量可以是不一样的

本来有一个C类网段，192.168.0.0/24
划分为2个子网段

192.168.0.0/25，子网掩码 255.255.255.128
192.168.0.1~192.168.0.126 (126台

192.168.0.128/25
192.168.0.129~192.168.0.254 (126台

规律：如果一个子网是原来网络的1/2，子网掩码往后移一位
规律：如果一个子网是原来的1/2 * 1/2 = 1/4， 子网掩码往后移2位

网关不能是网段

4.超网_静态路由

超网：跟子网反过来，它是将多个连续的网段合并成一个更大的网段

子网掩码向左移动2位，可以合并为四个网段

能被4整除的2进制都是00，

当不知道用什么配置的时候用默认路由0.0.0.0

路由
默认情况下，路由器只知道它直连的网段，非直连的网段需要通过静态路由，、动态路由告诉他

静态路由
-管理员手动给添加路由细腻些
-适用小规模网络

动态路由
-路由器通过路由选择协议（比如RIP、OSPF）自动获取路由信息
-适用于大规模网络

交换机用以太口

Seral串口两个路由器直连，需要是相同的网段。 下一跳只需要填IP，因为在相同网段不需要填子网掩码

静态 设置特定IP路由，子网掩码甜255.255.255.255
默认路由 网络和掩码都填0.0.0.0 ，下一跳要指定

5.局域网_NAT

数据包的传输过程 （在看一次

网络、互联网、英特网
网络（Network）
互联网（internet）:利用路由器实现更大的网段

全世界最大的网络：英特网（Internet） 大写，特指因特网
-将全世界所有计算机都连接在一起
-一般使用大写I开头的Internet 特指因特网
-日常生活中说的：你的电脑上不了网。其实就是指：您的电脑没有连接到因特网

ISP（Internet Service Provider），Internet服务提供商，比如移动、电信、网通、铁通等
我们平时拉的宽带都是通过ISP连接到Internet的

双线机房，保持不同的ISP访问速度可以更快

网络分类
局域网：LAN（Local Area Network)
-一般范围在几百米到几十公里的哪的计算机所构成的计算机网络
-常用于公司、家庭、学校、医院、机关、一幢大楼等
-利用以太网技术（Ethernet）
-在电脑、手机上经常见的到一个英文单词WLAN（wireless LAN），无限局域网

城域网（Metropolitan Area Network， MAN）
-一般范围是数十公里到数百公里，可以覆盖一个城市

广域网（Wide Area Network，WAN）
-一般范围是在几百公里到几千公里，可以覆盖一个国家。通常都需要租用ISP的路线

常用的几种接口
FastEthernet
快速以太网口（100M）（局域网）

GigabitEthernet
千兆以太网接口

Serial
串行接口（路由器之间）

上网方式

电话线入户（早期，铜线）
这就是平时说的：ADSL 电话拨号上网（Asymmetric Digital Subscriber Line）Asymmetric非对称
-非对称数字用户线路、提供上、下行不对称的传输宽带（下载快，上传慢）

猫（Modem）调制解调器，进行数字信号和模拟信号的转换
（计算机用的数字信号，电话线传的是模拟信号，调制解调器降它们转换）

光猫（Optical Modem),广调制解调器，进行数字信号和光信号的转换

网线入户

光纤入户（使用更多），需要自备调制解调器

家用无线路由器的逻辑结构

Ma。家用无线路由器的逻辑结构.PNG

公网IP、私网IP
公网IP（Public）
-Internet上的路由器中只有到达公司的路由器表，没有到达私网的路由表
-公网IP由因特网信息中心（Internet Network Information Center, Inter NIC)统一分配和管理
-ISP需要香Inter NIC申请公网IP

私网IP（Private）
主要用于局域网，下面是保留的私网网段

A类：10.0.0.0/8, 一个A类网络
B类：172.16.0.0/16～172.31.0.0/16，16个B类网络
C类：192.168.0.0/24～192.168.255.0/24，256个C类网络

NAT（Network Address Translation）
-私网IP访问Internet需要进行NAT转换为公网IP
-由路由器来完成

NAT的特点
-可以节约公网IP资源
-会隐藏内部的真实IP

NAT的分类
-静态转换
手动配置NAT映射表、一对一转换

-动态转换
定义外部地址池，一对一转换

-PAT( Port Address Translation) (最常用的NAT技术)
多对一，多个私网IP对应一个公网IP，最大程度
采用端口多路复用的方式，通过端口号标识不同的数据流
目前应用最广泛的NAT实现方式

同一局域网向外发送信息，可能IP会一样，但是路由器会记住客户端端口号（随机）