计算机网络（二）英特网
Chapter 1: Internet
基础概念
网络：由节点和边组成的结构
计算机网络：由主机节点（主机）和数据交换结点（数据的转发，如路由器交换机）构成的网络，边称为数据链路。
还可分为网络边缘（主机），网络核心（数据交换），接入（连接网络边缘和网络核心）
P2P（peer）：分布式处理，客户端也可以是服务端
吞吐量：在源主机和目标主机之间的有效传输速率
网络核心
电路交换：独享资源，保证性能（计算机之间的通信有突发性，使用该方法则浪费的片较多）
分组交换：不独占资源，数据分组，存储转发（存在排队延迟和丢失，维护队列，超过长度则丢弃分组）
网络资源（如带宽）分成片：时分，频分，波分，码分
分组延时
节点处理延时：检查bit级差错，检查分组首部和决定将分组导向何处
排队延时：在输出链路上等待传输的时间
传输延时：将分组发送到链路上的时间
传播延时：在链路上的传输时间
分组丢失
传输队列满，分组丢弃
层次结构
服务（service）：低层实体向上层实体提供它们之间的通信的能力
原语（primitive）：上层使用下层服务的形式
面向连接的服务：建立连接，通信，拆除连接（特点：保序）
无连接的服务：两个对等层实体在通信前不需要建立连接，不预留资源，不需要通信双方都是活跃（特点：不可靠，可能重复，可能失序）
计算机网络层次结构
基础划分
物理层：将帧转换为物理信号，在物理介质上传输（位）
数据链路层：使数据在相邻节点（同一子网内的主机）传输（帧）
网络层：使数据在端（主机）到端（主机）进行传输（分组packet，如果为无连接，称为数据报）
传输层：使数据在进程到进程进行传输，将网络层不可靠服务处理为可靠服务（报文段）
应用层：网络应用（报文）
网络OSI模型
应用层：负责给应用程序提供统一的接口
表示层：负责把数据转换成兼容另一个系统能识别的格式（HTML解析等）
会话层：负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话（Cookie等）
输入网址后发生了什么
- 解析URL：确定Web服务器名和文件名
- 查询IP地址：通过DNS服务器
- 建立客户端与服务器的连接：TCP三次握手（若为HTTPS则还有SSL/TLS四次握手）
- 客户端发送 HTTP 请求：获取网址对应资源
- 服务器返回 HTTP 请求
- 浏览器渲染页面
IPV4与IPV6的区别
| 特性 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 地址长度 | 32 位（4 字节） | 128 位（16 字节） |
| 地址表示 | 点分十进制，如：192.168.0.1 | 十六进制冒号分隔格式，如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 |
| 地址类别 | 公有地址和私有地址（如：192.168.x.x） | 公有地址（无私有地址概念） |
| 网络层协议 | 支持 NAT（网络地址转换） | 不支持 NAT（避免使用 NAT） |
| 报头大小 | 20 字节（最小） | 40 字节（固定大小） |
| 路由效率 | 路由表较大，处理效率较低 | 路由表较小，处理效率更高 |
| 报头字段 | 12 个字段（包含数据包长度、源地址、目的地址等） | 8 个字段（简化了报头字段，去掉了一些不常用字段） |
| 协议类型 | 使用 ARP（地址解析协议）来解析 MAC 地址 | 使用 NDP（邻居发现协议）来解析 MAC 地址 |
| 安全性 | 原生不支持安全性，通常需要通过 IPSec 实现 | 原生支持 IPSec，增强了安全性 |
| 广播 | 支持广播（广播会向网络上的所有设备发送数据） | 不支持广播，使用组播（Multicast）代替广播 |
| 配置方式 | 可以手动配置或使用 DHCP（动态主机配置协议） | 支持自动配置（无状态地址自动配置） |
| 性能 | 在网络负载较高时，处理速度较慢 | 更高效，优化了传输过程中的处理速度 |
HTTP 与 HTTPS
区别
- HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，存在安全风险的问题。HTTPS 则解决 HTTP 不安全的缺陷，在 TCP 和 HTTP 网络层之间加入了 SSL/TLS 安全协议，使得报文能够加密传输。
- HTTP 连接建立相对简单， TCP 三次握手之后便可进行 HTTP 的报文传输。而 HTTPS 在 TCP 三次握手之后，还需进行 SSL/TLS 的握手过程，才可进入加密报文传输。
- 两者的默认端口不一样，HTTP 默认端口号是 80，HTTPS 默认端口号是 443。
- HTTPS 协议需要向 CA（证书权威机构）申请数字证书，来保证服务器的身份是可信的。
HTTPS核心（数字证书）
背景（传统数字签名算法）
发送方A对发送数据计算出哈希值H后通过A的私钥对数字签名加密后，发送给B。B通过发送数据计算出相同的哈希值H，后通过A的公钥对数字签名解密得值C，比对C与H是否相等
但其局限在于攻击方可以通过伪造一组公私钥，把公钥发给B，然后自己申明为A发送数字签名。这就需要引入第三方机构数字证书
数字证书
通过数字证书把服务器的公钥和CA认证信息绑定，通过CA公钥认证数字证书的安全性，解密出服务器的公钥
