计算机网络

计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。计算机网络之间以何种规则进行通信，就是网络模型研究问题？

网络模型一般是指
OSI（Open System Interconnection开放系统互连）参考模型
TCP/IP参考模型

网络参考模型

在互联网中实际使用的是TCP/IP参考模型。实际存在的协议主要包括在：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。各协议也分别对应这5个层次而已。

【1】物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换），这一层的数据叫做比特。

【2】数据链路层：定义了如何让格式化数据以进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问，这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。【3】网络层：在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择，Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。

【4】传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的），主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组，常常把这一层数据叫做段。

【5】会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路，主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）。

【6】表示层：可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，PC程序与另一台计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码（EBCDIC），而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如有必要，表示层会通过使用一种通格式来实现多种数据格式之间的转换。

【7】应用层：是最靠近用户的OSI层，这一层为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务。

应用层

· DHCP(动态主机分配协议)
　　· DNS (域名解析）
　　· FTP（File Transfer Protocol）文件传输协议
　　· HTTP （Hypertext Transfer Protocol）超文本传输协议
　　· IRC （Internet Relay Chat ）网络聊天协议
　　· POP3 (Post Office Protocol 3)即邮局协议的第3个版本
　　· SMTP （Simple Mail Transfer Protocol）即简单邮件传输协议
　　· SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议)
　　· SSH （Secure Shell）安全外壳协议
　　· SSL: 安全套接字层协议
传输层
　　·TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议
　　· UDP (User Datagram Protocol）用户数据报协议
网络层
　　·IP(IPv4 · IPv6) Internet Protocol（网络之间互连的协议）
　　·ARP : Address Resolution Protocol即地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。
　　·RARP :Reverse Address Resolution Protocol 反向地址转换协议允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。
　　·ICMP :（Internet Control Message Protocol）Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。
数据链路层
　　802.11 · 802.16 · Wi-Fi · WiMAX · ATM · DTM · 令牌环 · 以太网 · FDDI · 帧中继 · GPRS · EVDO · HSPA · HDLC · PPP · L2TP · ISDN
物理层
　　以太网物理层 · 调制解调器 · PLC · SONET/SDH · G.709 · 光导纤维 · 同轴电缆 · 双绞线

各层重要对应的协议

OSI七层网络模型	TCP/IP四层概念模型	对应网络协议
应用层（Application）	应用层	HTTP、TFTP, FTP, NFS, WAIS、SMTP、DNS
表示层（Presentation）
会话层（Session）
传输层（Transport）	传输层	TCP, UDP
网络层（Network）	网络层	IP, ICMP, ARP, RARP, AKP, UUCP
数据链路层（Data Link）
物理层（Physical）	网络层到物理层

网络通信三要素

IP地址:InetAddress，网络中计算机的唯一标识，不易记忆，可用主机名。
端口号
用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识，netstat -ano
传输协议
通讯的规则
常见协议：TCP，UDP

举例：我想和主席说话

1.我要找到主席（ip）

2.对他说话，对耳朵说（端口号）；

3.我说：I love the motherland但是听不懂。我只能用汉语说。说我爱我的祖国（协议）

UDP

将数据源和目的封装成数据包中，不需要建立连接；每个数据报的大小在限制在64k；因无连接，是不可靠协议；不需要建立连接，速度快

TCP

建立连接，形成传输数据的通道；在连接中进行大数据量传输；通过三次握手完成连接，是可靠协议；必须建立连接，效率会稍低

HTTP协议

HTTP简介

超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol,
HTTP）规定客户端如何从服务器端获取文档和向服务器端提交表单内容，以及服务器端如何响应这些请求和提交。

URL

统一资源标识符（Uniform Resource Identifier，URI）

统一资源定位符（Uniform Resource Locator,
URL）是互联网上用来标识某一处资源的地址。以下面这个URL为例，介绍下普通URL的各部分组成：

http://www.haogu.com:8080/news/index.php?boardID=5&ID=24618&page=1#name

从上面的URL可以看出，一个完整的URL包括以下几部分：

协议部分：该URL的协议部分为“http：”，这代表网页使用的是HTTP协议。在Internet中可以使用多种协议，如HTTP，FTP等等本例中使用的是HTTP协议。在"HTTP"后面的“//”为分隔符。
域名部分：该URL的域名部分为“www.hg-zn.com”。一个URL中，也可以使用IP地址作为域名使用。
端口部分：跟在域名后面的是端口，域名和端口之间使用“:”作为分隔符。端口不是一个URL必须的部分，如果省略端口部分，将采用默认端口80，8080端口是被用于WWW代理服务的，可以实现网页浏览，经常在访问某个网站或使用代理服务器的时候，会加上":8080"端口号。另外Apache Tomcat web server安装后，默认的服务端口就是8080.
虚拟目录部分：从域名后的第一个“/”开始到最后一个“/”为止，是虚拟目录部分。虚拟目录也不是一个URL必须的部分。本例中的虚拟目录是“/news/”
文件名部分：从域名后的最后一个“/”开始到“？”为止，是文件名部分，如果没有“?”,则是从域名后的最后一个“/”开始到“#”为止，是文件部分，如果没有“？”和“#”，那么从域名后的最后一个“/”开始到结束，都是文件名部分。本例中的文件名是“index.asp”。文件名部分也不是一个URL必须的部分，如果省略该部分，则使用默认的文件名。
参数部分：从“？”开始到“#”为止之间的部分为参数部分，又称搜索部分、查询部分。本例中的参数部分为“username=lisi&password=24618&page=1”。参数可以允许有多个参数，参数与参数之间用“&”作为分隔符。
锚部分：从“#”开始到最后，都是锚部分,#是用来指导浏览器动作的，#后面的字符串，都会被浏览器解析为位置标识符。本例中的锚部分是“name”。锚部分也不是一个URL必须的部分。

补充：

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。http的连接很简单,是无状态的,…
https协议是https（Secure Hypertext Transfer Protocol）安全超文本传输协议，由SSL安全证书+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议要比http协议安全。

请求消息Request

客户端发送给服务器端的HTTP请求消息由请求行（requestline）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成，如下图所示。

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.baidu.com
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/67.0.3396.99 Safari/537.36
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cookie:BAIDUID=002E605A2EE0AA27D0B7C2295B9D0242:FG=1;BIDUPSID=002E605A2EE0AA27D0B7C2295B9D0242;PSTM=1532306024;BD_UPN=12314753;BDORZ=B490B5EBF6F3CD402E515D22BCDA1598;delPer=0;BD_HOME=0;H_PS_PSSID=1465_26911_21121_26350_26925_20719

第一部分：请求行，用来说明请求类型，要访问的资源以及所使用的HTTP版本.

请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本。GET指定请求类型为GET，/index.html为要访问的资源，该行的最后一部分说明使用的是HTTP1.1版本。

第二部分：请求头部，紧接着请求行（即第一行）之后的部分，用来说明服务器要使用的附加信息。

从第二行起为请求头部，HOST将指出请求的目的地。User-Agent，服务器端和客户端脚本都能访问它,它是浏览器类型检测逻辑的重要基础.该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等。

第三部分：空行，请求头部后面的空行是必须要有的

即使第四部分的请求数据为空，也必须有空行。

第四部分：请求数据也叫主体，可以添加任意的其他数据。

这个例子的请求数据为空。

POST请求例子，使用Charles抓取的request：

POST /api/students HTTP/1.1
Host: 192.168.0.130:3000
Connection: keep-alive
Content-Length: 245
Cache-Control: max-age=0
Origin: http://192.168.0.130:3000
Upgrade-Insecure-Requests: 1
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/67.0.3396.99 Safari/537.36
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Referer: http://192.168.0.130:3000/students/create
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9clazz=%E7%81%AB%E8%8A%B112%E6%9C%9F&name=%E9%99%88%E6%A2%A6%E9%BE%99&gender=%E7%94%B7&age=20&hobby=%E7%9D%A1%E8%A7%89&hobby=%E6%89%93%E8%B1%86%E8%B1%86&tel=13834569928&address=%E5%8D%97%E9%98%B3&remark=%E6%96%B0%E5%90%8C%E5%AD%A6   --------》（请求数据）

第一部分：请求行，第一行明了是post请求，以及http1.1版本。
第二部分：请求头部，第二行至第六行。
第三部分：空行，第七行的空行。
第四部分：请求数据，第八行。

响应消息Response

一般情况下，服务器接收到请求后，会对请求进行处理，然会返回给客户端一个HTTP的响应消息。HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、响应头、空行和响应正文。

HTTP/1.1 200 OK
Bdpagetype: 1
Bdqid: 0xc347763400004282
Cache-Control: private
Connection: Keep-Alive
Content-Encoding: gzip
Content-Type: text/html
Cxy_all: baidu+5e802392ce41b42ad2771898f1006759
Date: Thu, 09 Aug 2018 01:36:14 GMT
Expires: Thu, 09 Aug 2018 01:36:06 GMT
Server: BWS/1.1
Set-Cookie: delPer=0; expires=Sat, 01-Aug-2048 01:36:06 GMT
Set-Cookie: BDSVRTM=0; path=/
Set-Cookie: BD_HOME=0; path=/
Set-Cookie: H_PS_PSSID=1465_26964_21121_26350_26925_20719;path=/;domain=.baidu.com Strict-Transport-Security: max-age=172800
Vary: Accept-Encoding
X-Ua-Compatible: IE=Edge,chrome=1
Transfer-Encoding: chunked<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8" /><title>百度一下</title>
</head>
<body>文档内容。。。
</body>
</html>

第一部分：状态行，由HTTP协议版本号，状态码，状态消息三部分组成。

第一行为状态行，（HTTP/1.1）表明HTTP版本为1.1版本，状态码为200，状态消息为（ok）

第二部分：消息报头，用来说明客户端要使用的一些附加信息

第二行和第三行为消息报头，Date:生成响应的日期和时间；Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是UTF-8

第三部分：空行，消息报头后面的空行是必须的

第四部分：响应正文，服务器返回给客户端的文本信息。

空行后面的html部分为响应正文。

HTTP状态码

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:

1xx：指示信息–表示请求已接收，继续处理

2xx：成功–表示请求已被成功接收、理解、接受

3xx：重定向–要完成请求必须进行更进一步的操作

4xx：客户端错误–请求有语法错误或请求无法实现

5xx：服务器端错误–服务器未能实现合法的请求

常见状态码：

200 OK //客户端请求成功

400 Bad Request //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解

401 Unauthorized//请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用

403 Forbidden //服务器收到请求，但是拒绝提供服务

404 Not Found //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL

500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误

503 Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

HTTP请求方法

根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。

HTTP1.0定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD方法。
HTTP1.1新增了五种请求方法：OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

GET 请求指定的页面信息，并返回实体内容。
HEAD 类似于get请求，只不过返回的响应中（Response）没有具体的内容，用于获取报头
POST
向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立或已有资源的修改。
PUT 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
DELETE 请求服务器删除指定的页面。
CONNECT HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。
OPTIONS 允许客户端查看服务器的性能。
TRACE 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

我们最常用的请求方法为GET和POST。

GET和POST请求的区别

发送数据的方式

GET提交，请求的数据会附在URL之后（就是把数据放置在HTTP协议头中），以?分割URL和传输数据，多个参数用&连接；例
如：login.action?name=hyddd&password=idontknow&verify=%E4%BD%A0
%E5%A5%BD。如果数据是英文字母或者数字，原样发送，如果是空格，转换为+，如果是中文/其他字符，则直接把字符串用BASE64加密，得出如：
%E4%BD%A0%E5%A5%BD，其中％XX中的XX为该符号以16进制表示的Unicode编码。

POST提交：把提交的数据放置在是HTTP数据包的请求体中。上文示例中红色字体标明的就是实际的传输数据。因此，GET提交的数据会在地址栏中显示出来，而POST提交，地址栏不会改变。

传输数据的大小：

首先声明：HTTP协议没有对传输的数据大小进行限制，HTTP协议规范也没有对URL长度进行限制。

而在实际开发中存在的限制主要有：GET:特定浏览器和服务器对URL长度有限制，例如
IE对URL长度的限制是2083字节(2K+35)。对于其他浏览器，如Netscape、FireFox等，理论上没有长度限制，其限制取决于操作系统的支持。因此对于GET提交时，传输数据就会受到URL长度的限制。

POST:由于不是通过URL传值，理论上数据不受限。但实际各个WEB服务器会规定对post提交数据大小进行限制，Apache、IIS6（互联网信息服务）都有各自的配置。

安全性

POST的安全性要比GET的安全性高。比如：通过GET提交数据，用户名和密码将明文出现在URL上，因为

(1)登录页面有可能被浏览器缓存；

(2)其他人查看浏览器的历史纪录，那么别人就可以拿到你的账号和密码了，除此之外，使用GET提交数据还可能会造成Cross-site request forgery（跨站请求伪造）攻击。

POST请求发送的数据放到请求体中，相对来说比较安全。

HTTP工作原理

HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面，以及服务器如何把Web页面传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文，请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

以下是 HTTP 请求/响应的步骤：

1、客户端连接到Web服务器

一个HTTP客户端，通常是浏览器，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接。

2、发送HTTP请求

通过TCP套接字连接，客户端向Web服务器发送一个文本的请求消息，一个请求消息由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。

3、服务器接受请求并返回HTTP响应

Web服务器解析请求消息，定位请求资源。服务器将资源副本写到TCP套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。

4、释放TCP连接

若connection模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP连接;若connection
模式为keep-alive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求;

5、客户端浏览器解析HTML内容

客户端浏览器首先解析状态行，查看状态代码，判断请求是否成功。然后解析每一个响应头，响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示。

例如：在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程：

1、浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;

2、解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口
80，和服务器建立TCP连接;

3、浏览器发出读取文件(URL中域名后面部分对应的文件)的HTTP
请求，该请求消息作为 TCP三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;

4、服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 html 文本发送给浏览器

5、释放TCP连接;

6、浏览器加载该 html 文本并显示内容;

JSON

JSON是什么？

JSON：JavaScript Object Notation, JS 对象简谱) 是一种轻量级的数据交换格式。它基于ECMAScript (欧洲计算机协会制定的js规范)的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得 JSON 成为理想的数据交换语言。易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率。

JSON是一种轻量型的数据交换格式。

JSON是独立于任何编程语言的。

早期客户端与服务器端使用xml的格式传输数据：

XHTML：XHTML 是更严谨更纯净的 HTML 版本。

1.功能上

（1）HTML对于各大浏览器兼容性较差(pc端浏览器、手机端浏览器、PAD)，对于网页页面编写技巧要求比较高，现在web前端开发的静态网页，一般都是HTML5。

（2）XHTML可以很好处理各大浏览器的兼容，XHTML的语法较为严谨，习惯松散结构的HTML编写者刚开始接触XHTML有些不习惯。XHTML结合了部分XML的强大功能及大多数HTML的简单特性。

2.书写习惯上

XHTML 元素必须被正确地嵌套。
XHTML 元素必须被关闭。
标签名必须用小写字母。
XHTML 文档必须拥有根元素。

XML：

<students>
<student><name>张三</name><age>20</age><gender>女</gender><address>郑州</address>
</student>
<student><name>李四</name><age>21</age><gender>男</gender><address>焦作</address>
</student>
...
</students>

后来又出现了一种更简洁、轻量型的数据交换格式：

[
{“name”: “张三”,“age”: 18,“gender”: “男”,“address”: “信阳”
},
{“name”: “李四”,“age”: 18,“gender”: “男”,“address”: “南阳”
}
...
]

JSON格式的语法

Object，对象以左大括号（{）开始，以右大括号结束，对象中是一系列的name/value对，name和value以冒号（:）分隔，每一对name/value之间以逗号（,）分隔。如下图所示：

Array，数组以左中括号（[）开始，以右中括号（]）结束，数组中是一系列有序的value值，value值之间以逗号（,）分隔。

Name必须是字符串。

Value可以是字符串，数字，布尔值，null，或者是对象和数组。如下图所示：

JSON对象的方法

JSON.parse(str)

作用：将JSON格式的字符串解析成一个JavaScript的对象（Object或Array）。

JSON.stringify(obj)

作用：将JavaScript对象解析成JSON格式的字符串。

表单提交案例

表单交互是指HTML中创建的一个表单，填写用户的信息后提交给服务器，服务器接收到表单后返回处理结果。

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