网络协议HTTP TCP/UDP 浏览器缓存 Restful(十)

一 TCP网络协议

1 建立TCP连接:三次握手原则

客户端通过向服务器端发送一个SYN来创建一个主动打开，作为三次握手的一部分。客户端把这段连接的序号设定为随机数 A。
服务器端应当为一个合法的SYN回送一个SYN/ACK。ACK 的确认码应为 A+1，SYN/ACK 包本身又有一个随机序号 B。
最后，客户端再发送一个ACK。当服务端受到这个ACK的时候，就完成了三路握手，并进入了连接创建状态。此时包序号被设定为收到的确认号 A+1，而响应则为 B+1。

2 断开连接: 四次挥手原则

客户端发送一个数据分段, 其中的 FIN 标记设置为1. 客户端进入 FIN-WAIT 状态. 该状态下客户端只接收数据, 不再发送数据.
服务器接收到带有 FIN = 1 的数据分段, 发送带有 ACK = 1 的剩余数据分段, 确认收到客户端发来的 FIN 信息.
服务器等到所有数据传输结束, 向客户端发送一个带有 FIN = 1 的数据分段, 并进入 CLOSE-WAIT 状态, 等待客户端发来带有 ACK = 1 的确认报文.
客户端收到服务器发来带有 FIN = 1 的报文, 返回 ACK = 1 的报文确认, 为了防止服务器端未收到需要重发, 进入 TIME-WAIT 状态. 服务器接收到报文后关闭连接. 客户端等待 2MSL 后未收到回复, 则认为服务器成功关闭, 客户端关闭连接.

ARP协议 : 地址解析协议(Address Resolution Protocol)，其基本功能为透过目标设备的IP地址，查询目标的MAC地址，以保证通信的顺利进行.

二 GET 与 Post

GET和POST是什么?HTTP协议中的两种发送请求的方法。

HTTP的底层是TCP/IP。所以GET和POST的底层也是TCP/IP，也就是说，GET/POST都是TCP链接。GET和POST能做的事情是一样一样的。你要给GET加上request body，给POST带上url参数，技术上是完全行的通的。

在我大万维网世界中，TCP就像汽车，我们用TCP来运输数据，它很可靠，从来不会发生丢件少件的现象。但是如果路上跑的全是看起来一模一样的汽车，那这个世界看起来是一团混乱，送急件的汽车可能被前面满载货物的汽车拦堵在路上，整个交通系统一定会瘫痪。为了避免这种情况发生，交通规则HTTP诞生了。HTTP给汽车运输设定了好几个服务类别，有GET, POST, PUT, DELETE等等，HTTP规定，当执行GET请求的时候，要给汽车贴上GET的标签(设置method为GET)，而且要求把传送的数据放在车顶上(url中)以方便记录。如果是POST请求，就要在车上贴上POST的标签，并把货物放在车厢里。当然，你也可以在GET的时候往车厢内偷偷藏点货物，但是这是很不光彩;也可以在POST的时候在车顶上也放一些数据，让人觉得傻乎乎的。HTTP只是个行为准则,是约定，而TCP才是GET和POST怎么实现的基本。

注意:

因此,GET和POST本质上就是TCP链接，并无差别。但是由于HTTP的规定和浏览器/服务器的限制，导致他们在应用过程中体现出一些不同。

GET和POST还有一个重大区别:

GET产生一个TCP数据包;POST产生两个TCP数据包。

解释:

对于GET方式的请求，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200(返回数据);

对于POST浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok(返回数据)。

也就是说，GET只需要汽车跑一趟就把货送到了，而POST得跑两趟，第一趟，先去和服务器打个招呼“嗨，我等下要送一批货来，你们打开门迎接我”，然后再回头把货送过去。

注意:

GET与POST都有自己的语义，不能随便混用。

据研究，在网络环境好的情况下，发一次包的时间和发两次包的时间差别基本可以无视。而在网络环境差的情况下，两次包的TCP在验证数据包完整性上，有非常大的优点。

并不是所有浏览器都会在POST中发送两次包，Firefox就只发送一次。

三 Apache与nginx

nginx 优点:

轻量级，同样起web 服务，比apache 占用更少的内存及资源
抗并发，nginx 处理请求是异步非阻塞的，支持更多的并发连接，而apache 则是阻塞型的，在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能
配置简洁
高度模块化的设计，编写模块相对简单
社区活跃

apache 优点:

rewrite ，比nginx 的rewrite 强大
模块超多，基本想到的都可以找到
少bug ，nginx 的bug 相对较多
超稳定

网站的用户密码存储

明文hash后保存,如md5
MD5+Salt方式,这个salt可以随机
其他加密方式

HTTP与HTTPS

状态码	定义
1xx 报告	接收到请求，继续进程
2xx 成功	步骤成功接收，被理解，并被接受
3xx 重定向	为了完成请求,必须采取进一步措施
4xx 客户端出错	请求包括错的顺序或不能完成
5xx 服务器出错	服务器无法完成显然有效的请求

xsrf与xss

CSRF(Cross-site request forgery)跨站请求伪造,CSRF重点在请求
XSS(Cross Site Scripting)跨站脚本攻击,XSS重点在脚本

四 RESTful (Representational State Transfer)

RESTful架构:

（1）每一个URI代表一种资源；

（2）客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层；

（3）客户端通过四个HTTP动词，对服务器端资源进行操作，实现"表现层状态转化"。

GET用获取资源，POST用来新建资源（或用于更新资源），PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源。

RPC（Remote Procedure Call Protocol）——远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议

SOAP（原为Simple Object Access Protocol的首字母缩写，即简单对象访问协议）是交换数据的一种协议规范，使用在计算机网络Web服务（web service）中，交换带结构信息

进化的顺序: RPC -> SOAP -> RESTful

CGI与WSGI

CGI是通用网关接口，是连接web服务器和应用程序的接口，用户通过CGI来获取动态数据或文件等。

CGI程序是一个独立的程序，它可以用几乎所有语言来写，包括perl，c，lua，python等等。

WSGI, Web Server Gateway Interface，是Python应用程序或框架和Web服务器之间的一种接口，WSGI的其中一个目的就是让用户可以用统一的语言(Python)编写前后端。

中间人攻击（Man-in-the-middle attack，通常缩写为MITM）是指攻击者与通讯的两端分别创建独立的联系，并交换其所收到的数据，使通讯的两端认为他们正在通过一个私密的连接与对方直接对话，但事实上整个会话都被攻击者完全控制。

五 TCP/IP 与 UDP

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。

UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。

这里有一张图，表明了这些协议的关系。

TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。

Socket在哪里呢？

Socket是什么呢？

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

TCP服务端

'''

访问服务器的步骤:

1 创建服务器serviceScoket

  socket.socket(协议版本,传输方式)

2 绑定服务器地址

  serviceScoket.bind(ip地址,短号)

3 给服务器设置监听器(客户端的数量)

  serviceScoket.listen(客户端连接的数量)

4 等待客户端的连接

  serviceScoket.accept()

5 接受客户端的请求

  recv(大小)

6 服务器发送数据给客户端

  send(数据)

'''

import socket

#创建服务器

serviceScoket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

#绑定服务器地址(ip,端口号)

serviceScoket.bind(('10.31.162.26',21334))

#给服务器设置监听,可以连入的客户端数量

serviceScoket.listen(5)

print('等待客户端接入')

#等待客户端接入

#sock是客服端的socket信息

#addr是客户端的地址(ip与端口)

sock,addr = serviceScoket.accept()

print('sock:%s'%sock)

print(addr)

print('客户端已接入')

#接收客户端请求

while True:

    recvData = sock.recv(1024)

    print('客户端说:%s'%(recvData.decode('utf-8')))

    sendData = input('服务器说:')

    #发送(回复)数据给客户端

    sock.send(sendData.encode('utf-8'))

TCP客户端

import socket

clientSocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

clientSocket.connect(('10.31.162.91',2223))

while True:

    sendData = input('客户端说:')

    clientSocket.send(sendData.encode('utf-8'))

    recvData = clientSocket.recv(1024)

    print('服务器说:%s'%recvData.decode('utf-8'))

UDP服务端

import socket

#创建服务器

udpSocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

#给服务器绑定地址

udpSocket.bind(('10.31.162.26',21334))

while True:

    data,address = udpSocket.recvfrom(1024)

    print('客户端说:%s'%data.decode('utf-8'))

    sendData = input('服务器说:')

    #发送消息

    udpSocket.sendto(sendData.encode('utf-8'),address)

UDP客户端

import socket

clientUdpSocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

while True:

    sendData = input('客户端说:')

    clientUdpSocket.sendto(sendData.encode('utf-8'),('10.31.162.26',21334))

    recvData,add = clientUdpSocket.recvfrom(1024)

    print('服务器说:%s'%recvData)

    print(add)

六浏览器的缓存机制

Expires策略

Expires是Web服务器响应消息头字段，在响应http请求时告诉浏览器在过期时间前浏览器可以直接从浏览器缓存取数据，而无需再次请求。

Cache-control策略

Cache-Control与Expires的作用一致，都是指明当前资源的有效期，控制浏览器是否直接从浏览器缓存取数据还是重新发请求到服务器取数据。只不过Cache-Control的选择更多，设置更细致，如果同时设置的话，其优先级高于Expires。

浏览器第一次请求时的流程:

浏览器再次请求时的流程:

七 HTTP1.0与HTTP1.1

HTTP作用:

请求头Host字段,一个服务器多个网站
长链接
文件断点续传
身份认证,状态管理,Cache缓存

HTTP请求8种方法介绍

HTTP/1.1协议中共定义了8种HTTP请求方法，HTTP请求方法也被叫做“请求动作”，不同的方法规定了不同的操作指定的资源方式。服务端也会根据不同的请求方法做不同的响应。

GET

GET请求会显示请求指定的资源。一般来说GET方法应该只用于数据的读取，而不应当用于会产生副作用的非幂等的操作中。

GET会方法请求指定的页面信息，并返回响应主体，GET被认为是不安全的方法，因为GET方法会被网络蜘蛛等任意的访问。

HEAD

HEAD方法与GET方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求。但是，服务器在响应HEAD请求时不会回传资源的内容部分，即：响应主体。这样，我们可以不传输全部内容的情况下，就可以获取服务器的响应头信息。HEAD方法常被用于客户端查看服务器的性能。

POST

POST请求会向指定资源提交数据，请求服务器进行处理，如：表单数据提交、文件上传等，请求数据会被包含在请求体中。POST方法是非幂等的方法，因为这个请求可能会创建新的资源或/和修改现有资源。

PUT

PUT请求会身向指定资源位置上传其最新内容，PUT方法是幂等的方法。通过该方法客户端可以将指定资源的最新数据传送给服务器取代指定的资源的内容。

DELETE

DELETE请求用于请求服务器删除所请求URI（统一资源标识符，Uniform Resource Identifier）所标识的资源。DELETE请求后指定资源会被删除，DELETE方法也是幂等的。

CONNECT

CONNECT方法是HTTP/1.1协议预留的，能够将连接改为管道方式的代理服务器。通常用于SSL加密服务器的链接与非加密的HTTP代理服务器的通信。

OPTIONS

OPTIONS请求与HEAD类似，一般也是用于客户端查看服务器的性能。这个方法会请求服务器返回该资源所支持的所有HTTP请求方法，该方法会用’*’来代替资源名称，向服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常。JavaScript的XMLHttpRequest对象进行CORS跨域资源共享时，就是使用OPTIONS方法发送嗅探请求，以判断是否有对指定资源的访问权限。允许

TRACE

TRACE请求服务器回显其收到的请求信息，该方法主要用于HTTP请求的测试或诊断。

HTTP/1.1之后增加的方法

在HTTP/1.1标准制定之后，又陆续扩展了一些方法。其中使用中较多的是 PATCH 方法：

PATCH

PATCH方法出现的较晚，它在2010年的RFC 5789标准中被定义。PATCH请求与PUT请求类似，同样用于资源的更新。二者有以下两点不同：

但PATCH一般用于资源的部分更新，而PUT一般用于资源的整体更新。

当资源不存在时，PATCH会创建一个新的资源，而PUT只会对已在资源进行更新。