web開發人員必須知道的網絡基礎知識有哪些

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 一、五層網絡模型

1. 主要的網絡協議

以下每層列出的協議，都能夠在代碼或者操作系統中使用和管理，當程序進行網絡通信時，需要由這些協議共同協作完成。

應用層，包括HTTP、TLS(SSL3.1)、DNS、Thrift、FTP等

傳輸層，TCP(傳輸控制協議)、UDP(用戶報文協議)

網絡層，IP(網際協議)

鏈路層，ARP(地址解析協議)

物理層，該層與硬件關系更為緊密，無需太過關注

程序運行過程圖解

2. 網絡通信的過程

網絡通信的過程

在程序中發送HTTPS請求時，數據經過各層的處理，最終到達目標地址。對各層處理的主要部分進行了描述，其中第1、2、3步在程序中進行，第4、5、6步在操作系統內核中進行，第7步由硬件設備完成，下面對每一步進行詳細描述：

DNS解析將域名轉換為IPv4或IPv6地址，它依托于UDP協議向DNS服務器發送查詢請求并獲取響應信息。

HTTP報文由程序中的httpclient工具生成，包含用戶設置的HTTP相關參數(URL、header、body等)。

TLS協議通過四次握手機制協商出公鑰/私鑰，客戶端生成“會話密鑰”由公鑰加密發送到服務端，服務端通過私鑰解密獲取，最終使用該“會話密鑰”對HTTP報文進行加密。

TCP連接通過三次握手機制建立，HTTP報文以字節流形式寫入，發送的數據都需要經過“發送-確認”的過程，以保證其完整送達到指定IP地址。

IP數據包將字節流按MTU大小進行拆分，局域網內通常為1500字節，互聯網通常為512字節。IP數據包的頭信息上記錄了發送者IP和接收者IP。

MAC幀在發送時，實際無法直接發送到指定的IP地址，需要內核根據路由表中記錄的信息(本地路由表查看命令route  -n)，通過“IP地址與子網掩碼”進行“與運算”得到下一跳的網關IP。然后，鏈路層通過ARP協議獲取網關IP的MAC地址(本地ARP緩存表查看命令arp  -a)，將發送者MAC地址和網關MAC地址封裝到MAC幀中。

二、關鍵的外部服務

上一節描述的網絡通信過程，需要多種外部服務的參與才能完成，包括DNS服務、CA服務、路由器、ISP服務。

1. DNS服務

DNS服務器由DNS服務提供商進行管理，提供根據域名查詢IP地址的服務，常見的DNS服務提供商有中國電信(114.114.114.114)和谷歌(8.8.8.8)，Linux系統中在文件/etc/resolv.conf中和目錄/etcc/sysconfig/network-scripts/下使用cat命令查看配置的DNS服務器IP地址。

2. CA頒發與驗證服務

CA服務器提供了TLS協議中需要的證書頒發服務，在TLS進行四次握手時通過CA服務驗證服務器提供的證書是否可信。瀏覽器內置了多種CA服務器的地址，并且也可以在本地配置證書進行驗證(如：12306.cn需要在瀏覽器安裝私有證書)。

3. 路由器

路由器是個人電腦發送IP數據包到互聯網的第一道網關，路由器內置了相關ISP服務器的信息。

4. ISP服務器

ISP(Internet Service  Provider)互聯網服務提供商(如：中國電信、中國聯通)是網絡服務的關鍵角色，ISP服務器的作用與路由器相同，它們記錄了龐大的路由表提供給數據鏈路層進行查詢。當我們想要將自己的服務器接入到互聯網中，需要付費給ISP進行注冊，本質就是在ISP服務添加了自己服務器的路由信息(實際還涉及到光纖建設等物理層實施，這里不做描述)。

到此，關于“web開發人員必須知道的網絡基礎知識有哪些”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！