测试基础知识-计算机网络基础知识

基本概念

定义：将地理位置不同的、具有独立功能的多个计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、管理软件及通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递。

  • 计算机网络：几台计算机通信组成的网络
  • 互联网：能彼此通信的设备组成的网络
  • 因特网：把全球的互联网、主机连接起来进行通信的网络
    • 主机：任何可以连接到因特网的设备
  • 万维网（World Wide Web）：通过统一资源定位符（URL）标识资源（文本、图片、视频等），用户通过浏览器发起请求，服务器通过HTTP协议响应并传输资源。
    • 超文本：可以包含文字、图片、音频、视频和超链接的文本
    • URL：统一资源定位符，标识和定位互联网的资源（超链接通过URL实现 网页跳转和资源访问）

网络分类

  • 局域网LAN：(Local Area Network) 小范围短距离通信的本地网络
  • 广域网WAN：(Wide Area Network) 大型、长距离通信的网络
  • 虚拟专用网：(VPN) 专用的安全传输的网络

实际使用相关

  • 宽带单位：每秒传输多少bit
  • 网速单位：每秒传输多少Byte（宽带速度/8=实际网速）
  • 无线通信技术：wifi、wlan、nfc、蓝牙

 

OSI 7层模型

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发送路径（应用层-->链路层），接收路径（链路层-->应用层）

应用层：包含应用层、表示层、会话层

  • 应用层：应用程序之间通信的入口（应用程序、浏览器）
  • 表示层：对数据进行转换
  • 会话层：设置和维护两台计算机之间的通信连接

传输层：为两台主机的应用程序建立端到端的连接（增加TCP首部，包含源端口、目的端口信息）

网络层：将数据信息从源节点传输到目的节点（增加IP首部，包含源IP地址、目的IP地址）

  • 设备：路由器
  • 传输过程中IP地址不会变化

网络接口层：包含数据链路层、物理层

  • 链路层：将网络层的数据可靠地传输到目标主机网络层（增加以太网首部，包含源MAC地址、目标MAC地址）
    • 设备：交换机、网桥、默认网关（连接2个网络的设备）
    • 传输过程会经过不同的物理设备，MAC地址会发生变化
  • 物理层：进行比特流传输

 

TCP/IP 协议簇

定义：一系列协议，最重要的两个协议是TCP和IP协议

作用：让不同网络间设备进行通信

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  • HTTP协议：超文本传输协议，定义客户端如何进行请求、服务器如何进行响应的协议（默认端口80）
    • 明文传输：窃听、篡改、冒充风险
    • HTTP协议基于TCP协议、TCP基于IP协议
    • 逻辑端口：协议中使用的端口，确定是哪个程序（固定分配的端口：0-1023、所有应用可申请的端口：1024-65535）
    • 物理端口：物理设备的端口，比如主机的USB端口
  • HTTPS协议：在HTTP上加SSL加密层来进行通信（默认端口443，服务器需要向认证机构CA购买SSL证书，SSL证书包含公钥和钥）
    • 客户端发送请求到服务器端，服务器端返回公钥
    • 客户端验证公钥，生成会话密钥，用公钥加密会话密钥给服务器端
    • 服务器端使用私钥解密得到会话密钥，用会话密钥加密内容进行通信

TCP协议：面向连接传输协议，先建立连接再通信（速度较慢、更安全，适用大部分场景）

UDP协议：面向无连接传输协议，直接发（速度较快、不可靠，适用视频通话等对质量要求不高的场景）

IP协议：实现网络之间的互联，让数据包能够从一台计算机准确地发送到另一台计算机

  • 简单和高效：只提供无连接与不可靠的交付
  • 复杂的可靠性保证（如确认、重传）交给上层的协议（如TCP）去处理
  • IP地址：在互联网中标识一个主机，IPV4是4字节、IPV6是16字节（数量更多）
    • 组成：网络地址+主机地址（网络地址：某个网络，主机地址：某个主机）
    • 局域网IP：用于局域网内部设备之间的通信（192.168.xx.xx、10.xx.xx.xx、172.17.xx）
    • 公网IP：用于全球互联网设备之间的通信
    • 本机IP：localhost（不受防火墙、网络限制）、127.0.0.1、局域网私人IP
  • 子网掩码：区分IP地址哪部分是网络地址、哪部分是主机地址；进而区分2个IP是否属于同一个子网（子网：小型网络，255.255.0.0-->简写为16、16个1）
    • 子网掩码中 1 的部分对应IP地址中的网络位，0 的部分对应主机位

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OSPF协议（网络层）：路由选择协议，确定数据包转发的路径

ARP协议：把目的主机的IP地址解析成目的MAC地址

  • MAC地址：物理地址：在互联网中用来确认网络设备位置的地址（全局唯一）
  • 网络设备：网卡、交换机（内部使用的设备）、路由器（连接不同网络的设备，IP地址-端口表）
  • 在绝大多数TCP/IP网络中，路由器就是默认网关
  • 访问过程：主机->交换机->路由器
    • 在1个局域网：通过arp获取目的ip地址的mac地址，使用交换机（MAC地址-端口表）转发给目标主机
    • 不在1个局域网：通过arp获取默认网关的mac地址，使用交换机（MAC地址-端口表）转发给默认网关

以太网协议：局域网中广泛使用的协议

 

HTTP基础

HTTP版本

HTTP 1.0：默认使用Connection:close（非持久连接）

  • 无连接：限制每次连接只处理一个请求
  • 无状态：对事务处理没有记忆功能，每个请求都是完全独立的

HTTP 1.1 ：默认使用Connection:keep-alive（长连接）

HTTP 2.0：请求并行、更快更安全（互相之间有影响）

HTTP 3.0：请求并行、更快更安全（互相之间没影响）

 

Web身份认证

Cookie：存储在客户端的小段文本数据，每次请求都会自动带上（Cookie: user=john），服务器看到Cookie，就知道是john了

  • 缺点：不安全且大小有限，所以敏感信息（如用户ID、登录状态、购物车物品）不适合直接放在Cookie里

Session：在服务器端存储用户状态，每次请求都会自动带上（Cookie: session_id=abc123xyz），服务器拿到session_id去查找对应的用户数据，从而知道是谁

  • 数据存储在服务器端：客户端只保存一个Session ID，更安全。
  • 依赖Cookie（通常）：session ID需要通过Cookie来传递。
  • 给服务器带来压力：每个活跃用户都会在服务器上占用一块存储空间（内存、数据库或缓存）。

Token：每次请求带上Token（通常是 Authorization: Bearer <token>），服务器收到Token，用同样的密钥验证其签名。如果签名有效，就信任Token里面包含的用户信息

  • 生成Token：服务器将用户信息、过期时间等数据，用一个密钥对其进行签名，组合成一个字符串（Token），发给客户端
  • 优点：服务器开销少、安全性较高、跨域和扩展能力好（天然支持分布式、前后端分离和API接口）

 

报文

请求报文

  • 请求行：GET / HTTP1.1（请求方法+请求资源路径+HTTP版本）
    • 请求方法：GET、POST、DELETE、PUT等
      • GET和POST没有本质上的区别
      • 习惯用GET（数据放URL中）获取资源、POST（数据放请求体中）提交资源
  • 请求头部：header（关于客户端及请求体的信息）
    • Accept：通知服务端可以返回的数据类型
    • Host：服务器的域名
    • Connection：配置请求处理完成后是否会关闭连接
    • User-Agent：声明客户端的操作系统、浏览器的类型及版本
    • Content-Type：请求体的数据类型
      • Content-Type: application/json; charset=utf-8（application：先使用文件开头指定的编码方式，其次使用content-type指定的编码方式）
      • Content-Type: text/xml; charset=utf-8（先使用content-type指定的编码方式，没有指定则使用ASCII）
    • Authorization：认证的凭证
    • Cookie：本地的Cookie信息
  • 空行
  • 请求体：body

响应报文

  • 响应行：HTTP/1.1 200 OK（HTTP版本+状态码+响应信息 ）
    • 1xx (信息性)：请求已被接收，继续处理。
    • 2xx (成功)：请求已成功被服务器接收、理解并接受。
      • 200 OK：请求成功了，且资源已在响应中返回
    • 3xx (重定向)：需要客户端采取进一步的操作才能完成请求。
      • 301 Moved Permanently：请求的资源已永久移动到新位置。未来所有请求都应使用新的 URL
      • 两次请求：服务器通知客户端再去请求其它地址
    • 4xx (客户端错误)：请求含有词法错误或者无法被执行。
      • 400 Bad Request：客户端发送了错误的语法
      • 403 Forbidden：没有权限
      • 404 Not Found：找不到对应资源
    • 5xx (服务器错误)：服务器在处理一个看起来有效的请求时发生错误
      • 500 Internal Server Error：服务器内部错误
      • 502 Bad Gateway：网关从上游服务器（如应用服务器）收到无效响应　　
  • 响应头部：header（关于服务端及响应体的信息）
    • Server：服务器软件的名称和版本
    • Cache-Control：如何缓存
    • Expires：响应的过期时间
    • Set-Cookie：给客户端设置Cookie信息
  • 空行
  • 响应体：body

 

访问百度的过程

  1. 浏览器地址栏键入URL，按下回车
    1. URL：统一资源定位符，标识和定位互联网的资源
    2. 格式：protocol://host/path/filename?key1=value1&key2=value
    3. host：域名、ip:port
  2. 解析url：解析出协议、域名、端口、资源路径、参数
  3. DNS域名解析：通过DNS服务器，把域名解析成IP地址
  4. 建立TCP连接：根据IP地址和端口和服务器建立TCP连接
  5. 发送HTTP请求：给服务器发送一个请求报文
  6. 响应：服务器对请求进行处理并返回响应报文
  7. 解析渲染：浏览器解析并显示响应体
  8. 断开TCP连接：根据Connection属性值选择是否断开TCP 连接
  9. 有缓存：浏览器直接返回缓存资源
  10. HTTPS 协议：建立TCP连接之后，还需要进行SSL握手获取会话秘钥

 

三次握手

定义：两台主机需要通过三次会话建立连接，这个过程我们称为三次握手

  • 第一次握手：客户端向服务端请求建立连接
  • 第二次握手：服务端向客户端返回确认并请求建立连接
  • 第三次握手：客户端向服务端发送确认报文、三次握手完成以后，2个主机之间，就可以传输数据

 

四次挥手

  • 第一次挥手：客户端向服务端请求断开连接
  • 第二次挥手：服务端向客户端返回确认报文
  • 第三次挥手：服务端完成数据传输后，向客户端发送断开连接请求
  • 第四次挥手：客户端向服务端返回确认报文（四次挥手结束后、客户端进入TIME_WAIT状态，等待2个MSL的时长后才关闭）
    • 等待2个MSL（报文的最长生存时间）的时长：确保第四次挥手的确认消息到达服务端（服务端如果没收到会重新进行第三次挥手）
    • 服务端是直接进入CLOSED状态
posted @ 2025-10-30 11:53  Fēngwèi  阅读(18)  评论(0)    收藏  举报