Linux网络

1. 应用层

  应用层是 OSI 七层模型或 TCP/IP 四层模型中的最高层，它直接为用户的应用程序提供服务。

  应用层的主要作用是实现不同应用进程之间的通信和交互，使得用户能够通过网络获取所需的信息或完成各种任务。

  

  协议是一种 “约定”。socket api的接口，在读写数据时，都是按 “字符串” 的方式来发送接收的，如果我们要传输一些"结构化的数据" ，此时就要使用我们的应用层协议。

  

  应用层协议：

  应用层协议则是定义了应用程序之间通信的规则和数据格式。

  常见的应用层协议有 HTTP（用于网页浏览）、FTP（文件传输）、SMTP（电子邮件发送）、POP3（电子邮件接收）等。

  例如，当您在浏览器中输入网址访问网页时，浏览器就会使用 HTTP 协议与服务器进行通信，按照 HTTP 协议规定的格式和规则来请求和接收网页数据。

  

  我们只要保证，由一端发送构造的数据，在另一端能够正确的进行解析，就是ok的，这种约定，就是应用层协议。

  

  

2. HTTP协议

  HTTP 协议（超文本传输协议）

  HTTP 协议是用于在万维网（World Wide Web）上进行通信的核心协议。

  它是一种基于请求 - 响应模式的应用层协议，客户端（通常是浏览器）向服务器发送 HTTP 请求，服务器则返回相应的 HTTP 响应。

  HTTP 请求：

  请求包含三部分：请求行、请求头和请求体。请求行指明了请求方法（如 GET、POST、PUT、DELETE 等）、请求的资源 URL 和使用的 HTTP 版本。请求头包含了关于客户端和请求的各种信息，例如客户端支持的语言、编码方式等。请求体通常在 POST 等方法中用于传输数据。

  

2.1 URL

  URL（统一资源定位符）是用于标识互联网上资源位置的字符串。

  它就像是一个地址，告诉浏览器或其他网络应用程序如何找到特定的资源，如网页、图片、文件等。

  互联网上的所有资源都具有一个唯一的名称标识，这个标识叫URL。

  

  URL 通常由以下几个部分组成：

  协议：如 http（超文本传输协议）、https（安全的超文本传输协议）、ftp（文件传输协议）等，指明了访问资源所使用的规则和方法。

  域名或 IP 地址：表示资源所在的服务器地址。例如，www.baidu.com 或 192.168.0.1 。

  端口号（可选）：如果使用的不是默认端口（如 http 的 80 端口，https 的 443 端口），则需要指定端口号。

  路径：服务器上资源的具体位置。

  查询字符串（可选）：用于向服务器传递参数，以获取特定的资源或执行特定的操作。

  片段标识符（可选）：用于指定文档内的特定部分。

  

  例如，https://www.example.com/page?param1=value1&param2=value2#section 这个 URL 中：

  https 是协议。

  www.example.com 是域名。

  /page 是路径。

  ?param1=value1&param2=value2 是查询字符串。

  #section 是片段标识符。

  

2.2 urlencode和urdecode

  像 / ? : 等这样的字符，已经被url当做特殊意义理解了，因此这些字符不能随意出现。

  比如，某个参数中需要带有这些特殊字符，就必须先对特殊字符进行转义。

  

  转义的规则如下：

  将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY格式。

  如 “+” 被转义成了 “%2B”

  

  urlencode（URL 编码）

  urlencode 是一种将字符串转换为符合 URL 格式的编码方式。 它的主要目的是将可能在 URL 中引起歧义或不被支持的字符进行编码，以确保 URL 的正确传输和解析。
例如，空格会被编码为 %20 ，特殊字符如 & 会被编码为 %26 等。这样可以避免这些字符在 URL 中被误解为分隔符或具有其他特殊含义。

  

  urldecode（URL 解码）

  urldecode 则是 urlencode 的逆过程，它将经过编码的 URL 字符串还原为原始的字符串。
  比如，接收到一个编码后的 URL

  https%3A%2F%2Fwww.example.com%2Fsearch%3Fq%3Dhello%2Bworld ，通过 urldecode 可以将其解码为 https://www.example.com/search?q=hello world 。

  

2.3 HTTP协议格式

  

请求报文格式：

  请求行：包含请求方法（如 GET、POST、PUT、DELETE 等）、请求的 URL 以及使用的 HTTP 版本，例如：GET /index.html HTTP/1.1 。

  请求头：由一系列键值对组成，每行一个，例如：Host: www.example.com 、User-Agent: Mozilla/5.0 等，用于提供关于请求的附加信息，如客户端的类型、支持的语言等。

  空行：用于分隔请求头和请求体。

  请求体：在 POST 等请求方法中用于传输数据，其内容的格式由 Content-Type 请求头指定。

  

响应报文格式：

  状态行：包含 HTTP 版本、状态码（如 200 OK、404 Not Found 等）和状态描述，例如：HTTP/1.1 200 OK 。

  响应头：与请求头类似，也是一系列的键值对，如 Content-Type: text/html 、Content-Length: 1234 等，用于提供关于响应的信息。

  空行：分隔响应头和响应体。

  响应体：包含服务器返回给客户端的实际数据，如网页的 HTML 代码、图片的二进制数据等。

  

2.4 HTTP的方法

  HTTP 定义了多种方法，用于指定对资源的操作类型。

  

  

2.5 HTTP的状态码

  1xx 信息性状态码

  这类状态码表示服务器正在处理请求。

  100 Continue：表示客户端应当继续发送请求。通常在发送大文件或分块请求时使用。

  

  2xx 成功状态码：

  表示请求已成功被服务器接收、理解、并接受。

  200 OK：最常见的成功状态码，表示请求成功，响应包含请求的资源。

  201 Created：表示请求成功并且服务器创建了新的资源。

  204 No Content：表示服务器成功处理了请求，但没有返回任何内容。

  

  3xx 重定向状态码：

  表示需要客户端采取进一步的操作以完成请求。

  301 Moved Permanently：表示请求的资源已被永久移动到新的 URL，客户端应使用新的 URL 访问。

  302 Found：表示请求的资源临时被移动到了其他位置。

  304 Not Modified：表示客户端的缓存版本仍然有效，服务器未返回新内容。

  

  4xx 客户端错误状态码：

  表示客户端的请求包含错误语法或无法完成请求。

  400 Bad Request：表示服务器无法理解客户端的请求。

  401 Unauthorized：表示请求需要用户认证。

  403 Forbidden：表示服务器拒绝访问，尽管客户端已通过认证。

  404 Not Found：表示服务器未找到请求的资源。

  

  5xx 服务器错误状态码：

  表示服务器在处理请求时发生内部错误。

  500 Internal Server Error：表示服务器内部错误，无法完成请求。

  502 Bad Gateway：表示作为网关或代理的服务器从上游服务器收到无效的响
应。

  503 Service Unavailable：表示服务器暂时无法处理请求，通常是由于过载或维护。

  

  

2.6 HTTP常见Header

HTTP 请求头：

  User-Agent： 提供有关发起请求的客户端的信息，包括浏览器类型、版本、操作系统等。

  例如：User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:109.0) Gecko/20100101 Firefox/115.0

  

  Accept： 告知服务器客户端能够接受的内容类型。

  例如：Accept:   text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,/;q=0.8

  

  Accept-Language： 指定客户端偏好的语言。

  例如：Accept-Language: en-US,en;q=0.5

  

  Accept-Encoding： 表明客户端支持的内容编码方式。

  例如：Accept-Encoding: gzip, deflate, br

  

  Referer： 提供当前请求页面的来源页面的 URL。

  例如：Referer: https://www.example.com/page1.html

  

  Cookie： 包含客户端发送给服务器的 Cookie 信息。

  例如：Cookie: session_id=12345; user_id=6789

  

HTTP 响应头：

  Content-Type： 指明响应体的内容类型。

  例如：Content-Type: text/html; charset=UTF-8

  

  Content-Length： 表示响应体的长度（以字节为单位）。

  例如：Content-Length: 1234

  

  Server： 标识处理请求的服务器软件。

  例如：Server: Apache/2.4.41 (Ubuntu)

  

  Location： 用于重定向，提供重定向的目标 URL。

  例如：Location: https://www.newpage.com

  

  Set-Cookie： 服务器向客户端设置 Cookie。

  例如：Set-Cookie: user_name=John; expires=Thu, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT; path=/

  

  Cache-Control： 控制缓存策略。

  例如：Cache-Control: max-age=3600, public