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工程基础/11

操作系统、计算机网络 ​

TCP/IP四层模型 ​

  1. 网络接口层
  2. 网际层，核心是IP协议
  3. 传输层，核心是TCP和UCP
  4. 应用层

OSI七层模型 ​

物联网叔会使用

  1. 物理层：数据变成信号 设备：中继器和集线器
  2. 数据链路层：信号封装成帧 设备：网桥，交换机
  3. 网络层：数据打包成数据报 设备：路由器
  4. 传输层：端到端通信：TCP/UDP
  5. 会话层：建立/管理/断开会话
  6. 表示层：翻译、压缩、TLS/SSL
  7. 应用层：提供服务

网络分类 ​

  • 个人局域网PAN personal：几米，比如蓝牙连接
  • 局域网LANlocal：通常在几公里以内
    • 传输速率高（千兆/万兆以太网）、误码率极低，维护成本较低，且通常为私有所有（归单个组织管理）
    • 早期局域网采用广播技术，一个设备发送数据所有设备都能收到，早期局域网所有电脑连在一根总线上通过CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）来争抢信道
      • IEEE802系列：
      1. IEEE802.3：以太网的标准，采用CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测
      2. IEEE802.4：令牌总线的标准
      3. IEEE802.5：令牌环网
      4. IEEE802.6：城域网
  • 城域网MAN metropolitian：覆盖一个城市或都会区
    • 比局域网范围大，比广域网速度快（通常采用光纤），常作为连接该城市内多个局域网的“骨干桥梁”
  • 广域网WAN wide：覆盖国家、大洲乃至全球
    • 传输速率相对较低（受限于长距离物理损耗）、延迟较大、误码率较高，且通常需要向运营商租用线路
    • 早期广域网采用交换技术，类似快递中转站，中间经过路由器或交换机，每个节点根据目标地址将数据转发到对应的端口

私有地址 ​

三大段：

  1. A类私有：10.0.0.0~10.255.255.255，子网掩码：/8
  2. B类私有：172.16.0.0~172.31.255.255，子网掩码：/12
  3. C类私有：192.168.0.0~192.168.255.255，子网掩码：/16

网络互连设备 ​

  • 中继器：物理层，放大和再生信号，延长传输距离（单纯处理电信号/光信号，不识别数据内容），类似于喊话时的扩音器。只有 2 个端口（1进1出）
  • 集线器：多端口的中继器，物理层，信号再生与放大。通常有 4~24 个端口（多进多出）
  • 网桥/交换机：数据链路层，连接两个相同或相似的网络，根据MAC（物理地址）过滤和转发数据帧
  • 路由器：网络层，连接不同地址，根据IP地址

PPP协议 ​

点对点协议Point-to-Point Protocol，是数据链路层的 两个设备之间一对一直连

  • 应用场景：

IPV4/IPV6 ​

  • 隧道技术 把IPV6数据包包裹起来原封不动塞进IPV4数据包的数据部分，以IPV4的身份继续传输，到终点后再解封还原 常用技术：6to4、ISATAP、Teredo

TCP/IP协议 ​

  • TCP首部：20字节 UDP首部：8字节
  • IPv4首部：20字节 TCP/IP 协议栈的封装开销：n（应用数据）+ 20（TCP首部）+ 20（IP首部）

TCP 三次握手四次挥手 ​

  • 三次握手：
    1. 客户端发送请求连接的报文
    2. 服务端回复确认收到，自己也发起连接请求
    3. 客户端再回复确认收到
  • 四次挥手：
    1. 客户端请求断开连接
    2. 服务端确认可以断开连接，这个时候服务端依旧可以传输剩下的数据
    3. 服务端把数据发完之后再发送一个关闭请求
    4. 客户端收到，彻底断开

UDP ​

用户数据包协议，是一个轻便飞速的传输层协议，头部只有8个字节，很简单快速轻量

  • 特点：
    • 无连接：不需要三次握手建立链路，直接封装好数据包就丢到网上了
    • 不可靠交付：发出去之后就不管了，可能会丢失数据包
    • 面向报文：UDP对于应用层送下来的数据，既不拆分，也不合并，直接原样封装在UDP报文里交给IP层
  • 应用场景：微信视频聊天、游戏等，掉一两帧没啥事的

TCP/UDP区别 ​

TCP面向连接，可靠，准确性高，但是开销大 UDP是无连接，不可靠，延迟低

ICMP互联网控制报文协议 ​

网络层协议，负责传递网络错误报告和诊断信息 eg：ping和tracert

应用层 ​

万维网WWW ​

  • URL：网址
  • HTTP/HTTPS：超文本传输协议，传输规则
    • HTTP：超文本传输协议，基于TCP明文传输，明文传输，不加密。
      • 端口：80
    • HTTPS：HTTP+TLS，通过TLS加密的HTTP，提供安全性，HTTPS 解决窃听、篡改、身份伪装
      • 端口：443
  • HTML：内容展示

HTTP ​

  • 请求： curl -v 'http://......' ：不仅访问还把响应的所有内容都发送过来
	请求行
	请求头-H...(不自己定义的就会自动定义)
		常见请求头：
		1.HOST：我找哪台机器
		2.user-Agent：我是哪个浏览器/机器...
		3.Authorization：身份凭证，apikey就在里面
		4.cookie
	空行
	请求体-d...（curl默认发get，但是如果有-d有请求体要提交就变成post）

diagram

  • 响应：
状态行：有状态码
	egHTTP/1.2 200 OK
	4开头是请求方的问题，5开头是服务方问题
响应头：
	content-type必写
空行
响应体
  • HTTP从前端传到后端：
    1. 前端发起请求，先DNS域名解析，拿到目标服务器IP
    2. TCP三次握手，如果是HTTPS的话还需要走TLS加密，构造http请求（包括请求行请求头空格请求体），通过tcp发送给服务端
    3. 请求到达服务器之后经过反向代理再交给后端服务，后端接收请求之后解析报文，执行，返回http响应，通过tcp传给前端
    4. 浏览器收到之后解析响应渲染画面或者处理数据，TCP四次挥手断开连接

常见端口 ​

  • 远程登陆/管理
    1. SSH：22
    2. Telnet：23 远程登录（明文，不安全）
    3. RDP：3389 Windows远程桌面协议
  • Web服务
    1. HTTP：80 超文本传输（明文）
    2. HTTPS：443 超文本传输（SSL/TLS加密）
  • 文件传输
    1. FTP（控制）：21 控制命令传输
    2. FTP（数据）：20 实际文件数据传输
  • 电子邮件
    1. SMTP：25 发信
    2. POP3：110 收信
  • 网络基础服务
    1. DNS：53 域名解析（域名转IP
    2. DHCP（服务器）：67 自动分配IP地址
    3. DHCP（客户端）：68 接收IP配置

攻击手段 ​

  1. DNS挟持：把域名翻译成地址。挟持之后跳转别的网页
  2. DDos攻击：分布式拒绝服务攻击，使用海量垃圾流量淹没目标服务器
  3. MAC地址欺骗：欺骗局域网内的交换机，伪造身份证（MAC地址）绕过交换机的检查（IP/MAC绑定）
  4. 伪造DHCP服务器

二、操作系统 ​

资源管理者

四大特征 ​

  1. 并发：在同一段时间内交替执行。宏观上同时，微观上交替 并行是同时运行
  2. 共享：多个程序共同使用资源
    1. 互斥共享：一次只能一个程序使用
    2. 同时共享：多个程序一起使用 共享和并发互相依存
  3. 虚拟：把一个东西变得好像有很多个
    1. 空分复用技术
    2. 时分复用技术
  4. 异步：程序运行快慢不确定

进程、线程和协程 ​

  • 进程：资源分配的最小单位

  • 线程：CPU调度的最小单位

  • 协程：运行在线程，用户态的轻量级执行单元，适合处理大量不太紧急的工作，适合 IO密集型任务

  • 线程和协程区别：

    1. 调度方不同，线程是操作系统内核调度，协程是用户态调度
    2. 切换开销上线程会触发系统上下文切换，开销比较大，协程仅保存少量上下文，开销小
    3. 阻塞的处理逻辑不同，线程阻塞会自动切换其余就绪的线程，协程阻塞的时候必须主动让出执行权，否则卡住

  • 为什么引入协程：

    1. 多线程开销比较大，没办法利用多核做CPU密集计算

分布式任务 ​

基于redis实现分布式锁，设置key并且携带过期时间获取锁，任务完成就主动删除key释放锁