计算机网络--应用层

应用层:
直面程序员的一层，因为应用程序是程序员自己写的，因此应用层的协议都是程序员自己定的
自定义协议
程序员自己根据自己应用的特点，定义协议(数据格式/数据描述信息)
eg:以一个简单的网络版计算机为例
功能:客户端发送两个数字以及一个运算符给服务端，服务端获取到数据然后进行运算
int num1; int num2; char op;

num1, num2, op ----将所有的数据转成字符串，使用特殊字符间隔；这时候就将数据按照指定协议组织起来了.

采用结构体构造二进制数据串

struct cal_t{int num1;int num2;char op;
};

序列化:将各个数据对象按照指定的协议组织成为持久化存储/数据传输的二进制数据串
反序列化:将二进制数据传按照指定协议解析等到各个数据对象
常见的序列化方式:json序列化/protobuf/二进制序列化
知名协议
HTTP协议: 超文本传输协议—早期专门用于传输超文本数据html,但是随着协议发展多元化,不限制数据格式
网站-统一资源定位符:URL----在网络中唯一表示定位一个资源
如何定位----URL中包含的元素：
协议方案名称://认证用户名:认证密码@服务器IP地址:服务器处理进程端口/请求的资源路径?查询字符串#片段标识符
http://username:password@www.xxx.com:80/index.html
服务器IP地址：

我们看得到不一定是IP地址，也可能是域名-服务器别名----通过域名解析服务器就能得到服务器的IP地址

服务器端口:

web服务器默认http服务器端口是80端口，默认不显示

/请求的资源路径:

资源在服务器上的路径，这里的/是http根路径，但是是一个服务器上的相对根目录，只是一个子目录

查询字符串:

客户端提交给服务端的一些数据,有key=val&key=val形式的键值对组成
查询字符串中不能出现特殊字符,因为URL中特殊字符都有特殊含义，一旦提交的数据中有特殊字符，就会造成歧义，因此若提交的数据中有特殊字符，则需要进行数据转义
urlencode: url编码，将特殊字符每一个字节，转换为16进制的数字字符，并且使用%前缀做为转移表示
urldecode：url解码，在url中遇到%，则认为气候两个字符需要转移，将第一个字符转换成数字乘以16/左移4位，加上第二个字符转换的数字

片段标识符

html中的一个标签id，直接跳转到页面的某个位置

HTTP协议实现:
抓包工具:wireshark / fiddler
wireshark:网卡抓包工具，抓取流经网卡的所有数据流量----什么包都能抓
fiddler:浏览器的代理工具，通过代理实现数据抓包-----专业的http抓包工具
HTTP协议格式:

请求:
首行: GET http://123.123.123.123/admin HTTP1.1 以空格进行间隔包含三个要素，并且最终以\r\n作为结尾
请求方法：GET/POS/HEAD/DELETE/CONNECT/OPTION
GET --请求实体资源，也可以通过url中查询字符串向服务器提交数据（数据不安全），但url长度有限制(各个服务器应用商的限制)
POST --主要用于向服务器提交数据，提交的数据在正文中(数据安全)
HEAD --类似于GET，相较于GET，HEAD只要响应头部，而不响应正文
URL: http://123.123.123.123
协议版本: HTTP1.1 0.9/1.0/1.1/2.0
0.9: 这时候的http仅用于传输html数据，并且只有get请求，并且协议格式不完整
1.0: 正式规定了http协议格式，并且增加了多种请求方式，并且支持了不同文件格式的数据流
1.1: 在1.0的基础上增加了更多请求方式和头部描述信息，并且支持长连接
2.0: 采用二进制流传输，并且进行多路复用，并且允许服务端主动推送数据
短连接: http基于在传输tcp实现通信，短连接指的是建立连接，发送一个请求，得到响应后，则关闭连接
长连接: 一次连接可以发送多条请求
头部：描述本次请求的关键字段信息，由key-val形式的键值对组成，并且每个键值对以\r\n作为结尾
Connection- -控制长短连接， Cache-control - -缓存控制， User-Agent - -客户端属性， Accpet - -描述自己所能接收的数据属性， Content-length - - 描述正文长度， Content-Type - -描述符正文数据类型， Cookie
Cookie: 早期http是短连接通信，是一个无状态协议，不会保存客户端状态，每次访问都需要进行登录，因此引入Cookie保存客户端状态。 Cookie中可以带有一些信息，持续在通信中描述客户端的通信状态，但是不够安全
空行：间隔头部于正文，\r\n 接收http数据的时候，当连续接收两个\r\n\r\n(\r\n\r\n)的时候，则认为头部信息到此结束
先获取完整头部，通过头部中的Content-Length获取正文长度，然后获取指定
正文：提交服务端的数据
响应
首行: HTTP/1.1 303 See other, 包含3个要素，以空格进行间隔，以\r\n作为结尾
协议版本: 0.9/1.0/.1.1/2.0
响应状态码: 表示本次的请求服务端做出的响应
1xx：描述信息
2xx：表示本次请求正确处理完毕
3xx：重定向 - -你请求的资源在另一个位置，要求客户端重新请求新的位置； 301 - 永久 302 - 临时
4xx：表示客户端请求错误; 400- -请求错误/ 404 - -表示请求的资源不存在
5xx：表示服务端错误； 500- -服务器内部错误/ 502- -代理请求失败/无效响应/504- -代理请求超时
状态码描述：对状态码的描述信息，可以是官方文档对应描述，也可以自定义
头部：关于本次响应的一些关键字段描述信息，以key-val键值对组成，以\r\n作为结尾
Transfer-Encoding：实体正文的传输方式
Expires：缓存过期时间
Location：重定向的新位置
Set-Cookie：服务端通过Set-Cookie向客户端传递信息，会被保存在客户端浏览器的Cookie文件中
Cookie：客户端通过Cookie文件读取数据通过cookie向服务端传递信息
Session：会话，服务端会为每个登录的客户端创建会话，在服务端描述一些信息（客户端身份信息，状态信息），保存在服务端，可以通过Cookie将session id返回给客户端，客户端每次通信都会通过cookie带又自己的session id；

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