目标

1. OSI七层模型及数据传输过程
2. 网络层协议重点协议–ARP，IP ，路由协议
3. 传输层重点协议–TCP，UDP
4. 应用层重点协议–HTTP
5. 应用层重点协议–HTTPS
6. 抓包工具Wireshark的使用

OSI 七层模型

TCP/IP四层模型&&OSI网络七层模型

数据链路层—物理层、数据链路层
网络层—网络层—IP
传输层–传输层–TCP、UDP
应用层–表示层、会话层、应用层—HTTP、HTTPS

各层工作的物理设备

• 物理层
  1、网卡
  2、集线器
• 网络层：路由器
• 传输层：防火墙
• 应用层：服务器

网络协议–ARP，IP，路由协议

ARP协议

• 地址解析协议（Address Resolution Protocol），实现通过对方的IP地址（域名）寻找对方的MAC地址

IP协议

• IP（Internet protocol），分配给用户上网使用网际协议的设备的数字标签，分为两大类：IPV4和IPV6

IPV4：32位；IPV6：弥补IPV4地址池不够–数量很有限。128位
IP地址（192.168.0.1）=网络号（网络号标识的是一个子网 ）+主机号（主机号标识的是子网中的某台主机）

• 子网掩码

用来标识子网，必须跟IP地址一起存在（255.255.255.0）
255.255.255.0（二进制表示，连续的1表示网络地址，即3个255，连续的0表示主机地址，只有网络地址相同的主机在同一个子网，才能直接通信）

例：192.168.1.87 255.255.255.0与192.168.2.77 255.255.255.0能直接通信吗？
答：根据子网掩码 255.255.255.0 前三位为网络地址 后一位为主机地址，所以192.168.1与192.168.2 不一样，即他们的网络地址不一样，不在一个子网，所以不能直接通信

路由协议

路由协议（Routing protocol）指定数据包传送方式的网上协议。

传输层协议–TCP，UDP

TCP协议

• TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议，顾名思义，就是要对数据的传输进行一定的控制

• TCP协议头部组成结构：

1.序号（sequence number）：编号，TCP数据过大，容易分段–后按顺序重组 seq=1；
2.确认号（acknowledge number）：服务器能够回应？存在于确认消息里—依据序号，ack(确认号)=1+1=2—seq+1:表示我服务端期望收到你的下一个包的序号。
3.状态控制码（标志位）：①.ACK（acknowledge）：确认位（被标记表示这个消息是一个确认消息）；②.RST（reset）：重置（被标记表示这个消息释放连接）–TCP连接出现错误，主机服务器崩溃，断开连接，请重新建立连接；③SYN（synchronous）：同步（表示这个消息是发起连接的消息或者确认接受连接消息）；④.FIN（final）：终止（表示发送报文结束，释放这个连接–后TCP四次挥手）
4.原端口号和目的端口号

• TCP三次握手
  

• TCP四次挥手
  

UDP协议

• UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议

跟TCP的区别：没有序号、确认号、标志位—怎么建立连接？----UDP协议不会建立连接（无连接的传输协议）— 不可靠的协议，丢包，出错（被允许的）—缺点
优点：速度很快，资源消耗特别小

什么场景可以用？
不需要可靠机制，只要求速度----流媒体、多媒体游戏、IP电话

基于UDP协议的：DNS（域名解析协议）、SNMP（简单网络管理协议）、DHCP（动态主机配置协议/动态获取IP）、RP（动态路由协议）
基于TCP协议的：HTTP、HTTPS、FTP（文件传输协议）

TCP vs UDP

特征点	TCP	UDP
是否连接	面向连接	面向非连接
传输可靠性	可靠	会丢包，不可靠
应用场景	传输数据量大	传输量小
速度	慢	快

• 总结：

1.TCP是面向连接的，所以TCP有三次握手和四次挥手的过程；UDP无连接协议
2.TCP因为有可靠的连接机制，是个可靠协议；UDP没有和连接和确认机制，会丢包和出错，是个不可靠的协议
3.TCP协议：数据量大，防止丢包，正确重传，对数据的准确性很关心；UPD：最小
4.TCP速度很慢，传输效率低；UDP速度很快，传输效率很高

应用层–HTTP协议

• HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）超文本传输协议
  • HTTP协议是基于TCP协议，默认是80端口
  • 功能：用来规定客服端和服务端的数据传输格式
  • 特点：基于请求和响应模式的、无状态、无连接的应用协议

HTTP请求方法

GET：请求获取有URL所标识的信息–获取信息和资源（例：获取网页页面的资源）
POST：给服务器发送数据–发送提交数据（例：提交用户名密码）

HTTP请求头部

User-Agent：产生请求的客户端类型—Windows，浏览器版本（内核）
Accept：客户端可识别的内容类型列表
Host：请求的主机名，允许多个域名同处一个IP地址，即虚拟主机
Connection：表示是否要持久连接
cookie：这个与服务器做交互的，存储保持会话的重要信息–login（用户名+密码）—无状态
content-type：传给服务器的内容的格式。请求体的内容类型

• HTTP请求报文：四个部分组成：请求行、请求头部、空一行、请求体
  

HTTP响应行—状态码

1xx—接收的请求正在被处理
2xx—请求正常处理完毕-200
3xx—重定向–302、304缓存
4xx—客户端的问题导致的错误、网址错误–404
5xx—服务端的问题—503

HTTP响应行—响应头部

server：HTTP服务器的软件信息
set-cookies:设置cookies,服务器返回的文本
context-type：响应的类型和字符集（text/html；charset=utf-8）
connection：一般是keep-alive，保持TCP连接不关闭，但是不会长久保持连接，服务器可设置
location：指明重定向的设置，新的URL地址

• HTTP响应报文：四个部分组成：响应行、响应头部、空一行、响应体
  

HTTP：无连接应用协议

• 限制每次连接只处理一个请求
• 服务器处理完请求，并收到客户的应答后，即断开连接

HTTP：无状态应用协议

• 对事物处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态；给服务端发送HTTP请求之后，服务器回应之后，不会有任何记录
• 每个请求都是独立的。
  服务器处理后续请求–前面请求的信息–重传
  优点–释放l服务器压力
  缺点—重传–重复内容，增大数据量–资源浪费
• cookies：将前面请求信息保存成一个临时文件–cookies值–存放在浏览器（例：淘宝购物车：不同商品信息写入cookies；登录==>充值:可以吧登录的账号信息保存到cookies值）；关闭浏览器–被删除
• session：永久的cookies值。sessionI D（会话编号）–保存到服务器上–传递给客户端，保存在内存里。问题：资源占有。session超时间，清楚session ID

应用层–HTTPS协议

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol secure），超文本传输安全协议，是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。它加密数据并确保其机密性，可保护用户与网站交互时免于窃取个人信息和计费数据。

HTTP+加密+身份认证+完整性保护=HTTPS

SSL协议版本：SSLv3、TLS1.0、TLS1.2
加密----秘钥；身份认证—证书（申请）===双向认证；
完整性保护：哈希算法–计算一个hash值，验证消息的完整性

HTTP协议 vs HTTPS协议

特征	HTTP	HTTPS
安全性	明文传输，易受攻击；无法确认双方身份，也无法保证数据的完整性–安全性低	使用SSL加密传输协议，信息是密文，可以认证双方的身份，防止信息被截取篡改–安全性高
TCP端口	TCP80端口	TCP443端口
灵活度	协议简单，使用很灵活	技术门槛较高，多数个人或私人网站难以支撑
速度	协议简单，HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快	加重了服务器的负担，需要更多的资源来支撑，降低了用户的访问速度（TCP三次握手+HTTP请求响应+SSL握手==速度慢）
经济适用度	没有额外的费用要求	CA机构颁发的证书都是需要年费的，此外对接HTTP协议也需要额外的技术支持