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网络协议的日常

协议是啥,缘起 "你好,世界"

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<html lang="en">

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    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>网络协议</title>
    <style>
        * {
            margin: 0;
            padding: 0;
        }
        body, html {
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        }
        body {
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            background: -webkit-linear-gradient(top,#c6426e,#642b73);
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        h2 {
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            margin-bottom: 12px;
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</head>

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    <h1 class="margin-bottom">你好,世界</h1>
    <script>
        window.onload = render('h2', '你好,网络协议');

        function render(tag, tagContent) {
            const body = document.body;
            const tagWrap = document.createElement(tag);
            const tagNode = document.createTextNode(tagContent);
            tagWrap.append(tagNode);
            body.append(tagWrap)
        }
    </script>
</body>

</html>
复制代码

这是一个很简单的静态页面(加点 css、js ),这是一个前端向计算机表达的方式,这也是一种协议,是人类和计算机沟通的方式。所以说协议是人类和计算机沟通的一些交流规则

协议

有个事情你的认同下接近人类语言计算机不能直接读,计算机能直接读的人类头发要光头。所以,所以需要中间找个代理来翻译下,这就是编译器(compile)。编译原理涉及到语义、语法、语序

启服务

// notes/0.0.1 
sudo npm install http-server -g
http-server -p 8000
复制代码

请求格式规则(控制台)

  • 语义,这段内容要表达什么,有什么意义,例子 html、css 和 js 代码都是有意义的,返回状态 200 说明网页成功返回;
  • 语法,这段内容符合一定的格式规则,请求和响应格式规则;
  • 语序,这段内容按顺序执行,发送 HTTP 请求,然后响应最后渲染;

常用的协议都有哪些

应用层(DHCP、HTTP、HTTPS、RTMP、P2P、DNS、GTP、RPC)

拿某宝购物并下单这件小事(手机比划几下就搞定了)来说

知道目标地址(拿到 ip)后,浏览器开始打包请求(请求头、请求行、请求体)。普通请求使用 HTTP 协议,对于购物需要用到加密传输就使用 HTTPS 协议。对于购物来说,都需要在写清楚买什么、买多少。其中 DNS、HTTP、HTTPS 所在的层是应用层

传输层(UDP、TCP)

应用层封装后,浏览器将应用层的包交给下一层(传输层),通过 socket 编程实现。

传输层有 2 种协议

  • UDP,无连接的协议;
  • TCP,连接的协议,支付往往是 TCP 协议,因为 TCP 能保证这个包一定到达目的地(不能到达就重新发送,直至到达);

TCP 协议有 2 个端口,浏览器监听的端口和电商应用服务器监听的端口(如图)。操作系统通常是通过端口来判断接收到的包接下来给哪个进程。应用层到传输层再到网络层都是浏览器提供支持。

网络层(操作系统)(ICMP、IP、OSPF、BGP、IPSec、GRE)

传输层封装后,浏览器又会将包交给操作系统的网络层。网络层有 IP 协议,这个协议里有源 IP 地址

  • IP 地址(浏览器的 IP 地址,你的电脑);
  • 目标 IP 地址(电商服务器);

操作系统拿到目标 IP 地址后会经过网关(电商服务器和你的电脑不在一块)。这里网关默认 IP 地址是 192.168.1.1,这是操作系统启动时 DHCP 协议(应用层)配置的,同时也配置 IP 地址(你的电脑)。

链路层或MAC 层(ARP、VLAN、STP)

通常 IP 地址(本国)和目标 IP 地址(国外)不在一个网段(肯定不是一个国家嘛),这个时候要想通过 IP 地址去访问另一网段计算机(国外),就需要网关(护照)。而网关地址总是与计算机的IP地址是同一网段的。

那如何通过通过层层网关访问目标 IP 地址呢?

  • 操作系统将 IP 地址发给网关就是吼一声(ARP 协议):网关(192.168.1.1)你在哪?
  • 网关回答,I am here and 我的本地地址是 xxx,而本地地址就是传说中的 MAC 地址。
  • 接着就把包丢给网关。网关扮演的是路由器角色,到某个 IP 怎么走,这个叫路由表。此时网关知道 IP 地址、目标 IP 地址和自己的 MAC 地址,可以理解我从哪儿来要到哪儿去和现在在哪儿(人知道过往、身在何处并有了方向去哪儿都不怕)。
  • 网关要到达目标服务器所在网关中间要可能会经过多个网关,网关与相邻网关也是经常沟通的,这种沟通叫路由协议(OSPF、BGP)(假如可以做火车到英国,那中间要经过很多国家,而相邻国家间是有互访记录的)。于是从我的网关(用已有信息)通过多个其他网段网关来到目标服务器所在网关,然后也是大吼一声(忍了好久了,走了这么多路)目标 IP 地址(电商服务器)你在哪?
  • 目标服务器淡淡地回复一个 MAC 地址(给你甩包通道,签证)。包(这个沉重包袱)通过这个 MAC 地址找到目标服务器器。

截止目前,每层都在给包加负:HTTP 头 + TCP 头 + IP 头 + MAC 头。

接下来就要给包减负了(网关哥们,辛苦了,来,喝杯水,休息下,剩下的事交给我)

  • 目标服务器检查 MAC 地址(刚刚给的)对上了,获取 MAC 头信息,发送给操作系统的网络层;
  • 发现 IP 对上 了,就获取 IP 头信息
  • IP 头信息里会写上一层封装过的 TCP 协议(即获取 TCP 头信息),当网络包到传输层,获取 TCP 头中电商服务器(一个Tomcat)的进程正在监听的端口,然后将包发个电商网站;
  • 电商的进程得到 HTTP 请求内容(买什么和买多少)。然后由接待员 Tomcat (监听电商服务器端口的家伙) 负责调度处理这个请求。比如告诉订单系统进程买什么和买多少;告诉库存系统进程库存相应减去多少;告诉支付系统进程应该收多少钱;告诉配送系统进程什么时间配送到哪里等等;中间网络互连问题由 RPC 框架统一处理;
  • 当接待员 Tomcat 收到各个系统进程都处理完毕后,然后回复一个 HTTPS 包告知下单成功。这个 HTTPS 包开始一段旅程(就是之前客户端发送下单那条路),要经过层层历练达到我们的电脑的浏览器,显示下单成功;

物理层(网络跳线)

为设备之间数据通信提供通信媒体和互连设备,给数据传输提供可靠的环境。

You can

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