计算机网络总结(二)

接上篇计算机网络总结(一);

五、会话层、表示层和应用层

　　在TCP/IP四层模型中，这三层是直接合并成应用层来理解，统称为应用层，传输层以及传输层以下的各层提供的是完整的通信服务，应用层则是面向用户的一层，我们来复习一下之前的重要传输协议UDP和TCP，对应用层来说，视频、语音和实时信息这些多媒体的信息发布，注重信息的实时性，哪怕是这一秒的信息丢失，下一秒也立刻会有新数据填充进来，在传输层采用的就是UDP协议，而那些注重可靠信息传送的，比如金融信息，可靠通讯等等，这些在传输层采用的就是TCP协议，可以看到，看似简单的UDP协议，在实际应用中还是很广泛的。

　　这里介绍面向应用层常用的几种协议；

• DNS协议

　　DNS(Domain Name System:域名系统协议)是一种分布式网络目录服务，DNS服务的端口号是53，，主要用于域名与 IP 地址的相互转换，以及控制电子邮件的发送；在传输层通信中，是通过IP地址和端口号来完成进程间通信的，但是IP地址和端口号记忆起来毫无逻辑、相当复杂，于是，我们使用域名系统来帮助我们记忆，比如你Ping一下baidu.com，相对于计算机来说这个域名就会直接转化为IP地址，DNS服务就是将点分十进制的IP地址转化为方便记忆的域名，实际中是通过域名服务器来完成这个操作的，在域名服务器中记录着域名和IP地址的映射关系，当你访问某一域名时，首先会访问本地的域名服务器，如果没找到，则向上一级的域名服务器访问，直到找到对应的IP地址，返回给本机，就能完成这个操作了，如以下的操作，就完成了域名到IP地址的转换：

•  DHCP协议

　　DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol:动态主机配置协议)是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议，其实就是解决我们的电脑在连接不同路由器时，IP地址不断变化的过程，一般我们电脑使用的都是动态分配IP地址，DHCP服务器的默认监听端口是67，比如我们在家连入WIFI时，主机会使用UDP协议广播DHCP发现报文，DHCP服务器接收这条报文后，就会发出DHCP提供报文，然后主机再向DHCP服务器发出DHCP请求报文，这时DHCP服务器回应并会提供它的IP地址供主机使用，这时我们的主机就有IP地址使用了。简单点说就是：

　　主机：“兄弟，你们那谁有IP地址啊？”

　　DHCP服务器：“我这有，我这有。”

　　主机：“给我一个呗！”

　　DHCP：“给你，给你！”

　　这里需要提醒一下，其实你的电脑和路由器使用的是同一个IP地址，通过NAT技术，区别不同端口号来实现的连接；

　　看到这里，大家肯定会觉得，DHCP协议和前面介绍的RARP协议很像，确实，其实DHCP协议从某种程度上来说是对RARP协议的升级，现在的RARP协议其实已经被淘汰了，其功能有DHCP协议完成。

• HTTP协议

　　HTTP(Hyper Text Transfer Protocol:超文本传输协议)是一种可靠的传输协议，HTTP协议的端口号是80，它的底层是通常是依靠TCP/IP协议完成的，所谓的超文本就是指包含超链接的文本，采用的CS架构(Client/Server：客户端/服务端)，它用于从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。

　　HTTP协议常用的几种请求方法:

1. GET方法：获取指定的服务端资源。
2. POST方法：提交数据到服务端。
3. DELETE方法：删除指定的服务端资源。
4. UPDATE方法：更新指定的服务端资源。　　

　　HTTP协议返回的状态码及其含义：

1. 200~299：成功状态码
2. 300~399：重定向状态码
3. 400~499：客户端错误状态码(熟悉的404，NOT FOUND，有木有)
4. 500~599：服务端错误状态码

• HTTPS协议

　　HTTPS协议是基于HTTP协议的，HTTP协议是一种明文传输，而HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议，它的端口号是443，HTTPS的安全基础是SSL(Secure Sockets Layer:安全套接层)；

　　这里首先引入两个加密模型概念，如果通信双方使用的相同的秘钥进行加密和解密，则称为“对称加密”，如果通信双方使用的是不同的秘钥加密和解密，则称为“非对称加密”；在“非对称加密”中使用的两把秘钥A,B是拥有一定数学关系的一组秘钥，常用的就是公钥和私钥，比如我现在颁发给大家我的公钥，大家要给我传输加密信息，就可以通过公钥加密之后传输给我，等我接受到信息的之后，再通过我自己拥有的私钥解密，这样就完成了加密传输过程，在这里，使用过公钥加密之后，无法用公钥解开，保证了信息的私密性，只能通过私钥解密；

　　此外，还有一个重要概念：数字证书，是可信任组织颁发给特定对象的认证，在网络中，可以用来识别对方身份，类似网络身份证一样，而且数字证书中还包含了颁发方的公钥，这点很关键，在SSL加密中，会使用到。

　　接下来我们讲解整个SSL过程：

1. 客户端首先生成一个随机数1和它的加密算法发送到服务端；
2. 服务端接受到消息后，再将自己的数字证书和一个随机数2发送给客户端；
3. 客户端接受到消息后，生成一个随机数3，然后通过接收到的数字证书的加密算法加密随机数3发送给服务端。

　　通过以上三步，其实整个SSL加密过程就全部完成了，服务端接收到用它自己公钥加密的随机数3之后，使用其私钥解密，就可以得到随机数3了，这样，客户端和服务端就都得到了随机数1、2和3，然后通过第一步客户端发送给服务端的加密算法生成一个对称秘钥，就能进行加密传输了，为什么说SSL是安全的加密传输呢？

　　我们来考虑第三方如何也能得到这个秘钥来破解加密通信，首先，你必须拦截到三次全部的信息，假设你完成了这个操作，这样你可以得到信息有加密算法、随机数1和随机数2，但是你无法得到随机数3，因为随机数3的解密私钥并未传输，所以保证了秘钥的安全；

　　回顾整个SSL过程，我们可以发现，它是一个对称加密和非对称加密均使用了的加密过程，在传递随机数3的过程中，使用了公钥和私钥的非对称加密，而最后都通过加密算法和対应随机数生成了相同的秘钥，使用对称加密进行通信。
　　进一步分析，SSL过程是位于应用层和传输层之间的，在实际建立连接的过程中，首先是客户端和服务端建立443端口的TCP连接，然后再进行SSL安全参数握手过程，生成相同的秘钥之后，最后才进行客户端和服务单的发送数据操作。

　　总的来说，其实应用层的协议很多也很复杂，这里就不一一介绍了。

六、总结

　　其实整个过程，理清脉络，搞清楚为什么要有这个协议，这个协议是干什么的，又是怎么实现的。这样细品，其实还是很清晰的，不过整体来说，上面讲到的这些都只是皮毛，还有许多知识的大门没有打开，告辞，告辞！