应用层

文章目录

一，应用层规范

应用层的具体内容就是精确定义这些通信规定

• 应用进程交换的报文类型，如请求报文和响应报文
• 各种报文类型的语法，如报文中的各个字段及其详细描述
• 字段的语义，即包含在字段中的信息含义
• 进程何时，如何发送报文，以及对报文进行响应的规则

二，应用层协议

1.域名系统DNS

简介

互联网的命名系统，将人们便于记住的名字转为ip地址，为网络应用提供核心服务

作用

将互联网上的主机名字解析为ip地址

补充

1. 为什么机器在处理ip数据报时要使用ip地址而不使用域名呢？
   ip地址的长度是固定的32位，如果是ipv6地址，则是固定的128位，长度固定，但是域名是便于用户记忆，长度一般是不固定的，机器处理起来比较困难

域名解析过程

宏观：

递归查询和迭代查询：

1. 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
   所谓递归查询就是：如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询的域名的IP地址，那么本地域名服务器就以DNS客户的身份，向其它根域名服务器继续发出查询请求报文(即替主机继续查询)，而不是让主机自己进行下一步查询。因此，递归查询返回的查询结果或者是所要查询的IP地址，或者是报错，表示无法查询到所需的IP地址。
2. 本地域名服务器向根域名服务器的查询的迭代查询。
   迭代查询的特点：当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。然后让本地服务器进行后续的查询。根域名服务器通常是把自己知道的顶级域名服务器的IP地址告诉本地域名服务器，让本地域名服务器再向顶级域名服务器查询。顶级域名服务器在收到本地域名服务器的查询请求后，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地服务器下一步应当向哪一个权限域名服务器进行查询。最后，知道了所要解析的IP地址或报错，然后把这个结果返回给发起查询的主机

全：

补充问题：

为什么域名解析请求和响应过程都是基于UDP协议？

2.FTP简单文件传输协议

基本原理

文件传输协议ftp是基于tcp协议的文件传输服务。提供对远程计算机文件的增删改查操作，主要是为了减少或者消除在不同操作系统上处理文件的不兼容性

这些不兼容性体现在：

• 计算机存储数据的格式不同
• 文件的目录结构和文件命名的规定不同
• 对于相同的文件存取功能，操作系统使用的命令不同
• 访问控制的方法不同

ftp工作流程：

数据传输：

补充问题：

1. 为什么建立两个独立连接？
   使协议更加简单，容易实现，同时在传输文件时还可以利用控制连接对文件传输进行控制

3.http协议

简介

http协议是一个基于tcp/ip的应用层协议，是一种详细规定了浏览器和万维网(WWW = World Wide Web)服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。

工作流程

一次HTTP操作称为一个事务，所以也称http是面向事务的协议

所以一次http请求的时间 = 2*往返rtt + 文档传输时间

特点：

1. 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需要传送请求方法和路径，请求方法常用的有get，post，每种方法规定了客户和服务器联系的类型不同，由于http协议简单，使得http服务器程序规模小，通信速度快
2. 灵活：http允许传输任意类型的数据对象，正在传输的类型由content-type加以标记
3. 无连接：每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户端的请求并收到客户端的回应后就断开连接，采取这种方式可以节省传输时间，http1.1版本支持可持续连接
4. 无状态：http是无状态协议，无状态是指协议对事务处理没有记忆能力，对于后续请求如果需要用到前面的信息，则他必须重新传，这样可能导致每次连接传输的数据量增大，另一方面，在服务器不需要先前信息时，应答就比较快

请求和响应

请求报文格式：

响应报文格式：

请求和响应报文的不同之处在于请求行和响应行

在请求行中比较重要的就是请求方法：

• get ： 从服务器获取资源
• post ：请求修改服务器资源
• put ：向服务器上传资源
• delete ： 删除服务器资源
• head ： 获得服务器文档首部

在响应行中最重要的就是状态码：

• 1xx ：表示HTTP请求已经接受，继续处理请求
• 2xx ：表示HTTP请求已经处理完成
• 3xx ：表示把请求访问的URL重定向到其他目录
• 4xx ：表示客户端出现错误
• 5xx ：表示服务端出现错误

常见状态码：

• 200 OK ： 请求处理成功
• 301 MOVE PERMANENTLY ；永久跳转
• 403 FORBIDDEN ：客户端无权限访问
• 404 NOT FOUND：服务器找不到响应资源
• 500 INTERNAL SERVER ERROR : 服务器出错
• 502 BAD GATEWAY ：后端没有按照http协议返回响应
• 503 SERVICE UNAVALIBILE ：服务不可用
• 504 GATEWAY TIMEOUT : 请求超时

http响应模型：

服务器收到HTTP请求之后，会有多种方法响应这个请求，下面是HTTP响应的四种模型：

• 单进程I/O模型
  服务端开启一个进程，一个进程仅能处理一个请求，并且对请求顺序处理；
• 多进程I/O模型
  服务端并行开启多个进程，同样的一个进程只能处理一个请求，这样服务端就可以同时处理多个请求；
• 复用I/O模型
  服务端开启一个进程，但是呢，同时开启多个线程，一个线程响应一个请求，同样可以达到同时处理多个请求，线程间并发执行；
• 复用多线程I/O模型
  服务端并行开启多个进程，同时每个进程开启多个线程，这样服务端可以同时处理进程数M*每个进程的线程数N个请求。

session和cookie

cookie原理：

session原理：

区别：

• session是服务器端技术，数据保存在服务器端，cookie是客户端技术，数据保存在客户端文件
• session的安全性高于cookie
• session保存在服务端，当服务端访问增多时，会比较占用性能

http版本比较

4.https

简介

http是超文本安全传输协议，由于http在网络上是明文传输，可能会被拦截，而https是加密传输，加密和解密工作交由ssl完成

区别：

HTTPS和HTTP的区别主要为以下四点：

• 一、https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费。
• 二、http是超文本传输协议，信息是明文传输，https 则是具有安全性的ssl加密传输协议。
• 三、http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
• 四、http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。

ssl加密解密

加密方法：

对称加密：

对称加密原理：

• 对称加密靠秘钥来进行加密，也靠同一个秘钥来进行解密

常用的对称加密算法：

• DES
• 3DES
• AES

/**
     * AES加密
     * @param data
     * @return
     */
    public static String encrypt(String data){
        String result = null;
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,getSecretKey());
            result = new String(cipher.doFinal(data.getBytes("utf-8")));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

    /**
     * AES解密
     * @param data
     * @return
     */
    public static String decrypt(String data){
        String result = null;
        try{
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,getSecretKey());
            result = new String(cipher.doFinal(data.getBytes("utf-8")));
        }catch (Exception e){
            e.getMessage();
        }
        return result;
    }

    /**
     * 获得加密和解密所需的密钥
     * @return
     */
    private static SecretKey getSecretKey(){
        SecretKey secretKey = null;
        try {
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
            SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
            keyGenerator.init(secureRandom);
            secretKey = keyGenerator.generateKey();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return secretKey;
    }

对称加密算法的优缺点：

• 优点：计算量相对较小，可以处理数据量较大的数据的加密工作
• 缺点：密钥容易泄露，且服务器管理密钥比较麻烦

非对称加密

非对称加密原理：

• 非对称加密靠公钥来进行加密，靠私钥来进行解密

常见的非对称加密算法：

• rsa加密算法

public class RSA {

    /**
     * 公钥加密
     * @param data
     * @param publicKey
     * @return
     */
    public static byte[] publicEncrytype(String data,PublicKey publicKey){
        byte[] result = null;
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
            result = cipher.doFinal(data.getBytes("UTF-8"));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

    /**
     * 私钥解密
     * @param data
     * @param privateKey
     * @return
     */
    public static String privateDecrytypr(byte[] data,PrivateKey privateKey){
        String result = null;
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
            result = new String(cipher.doFinal(data),"utf-8");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }


    /**
     * 获得公钥
     * @param keyPair
     * @return
     */
    private static PublicKey getPublicKey(KeyPair keyPair){
        return keyPair.getPublic();
    }

    /**
     * 获得私钥
     * @param keyPair
     * @return
     */
    private static PrivateKey getPrivateKey(KeyPair keyPair){
        return keyPair.getPrivate();
    }

    /**
     * 获得密钥对
     * @return
     */
    private static KeyPair getKeyPair(){
        KeyPair keyPair = null;
        try {
            KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
            SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
            keyPairGenerator.initialize(64,secureRandom);
            keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return keyPair;
    }
}

非对称加密优缺点：

• 优点：数据传输安全
• 缺点：计算量大，加密和解密速度较慢

https工作流程

​​https原理简单介绍​​