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用 HTTP 协议,看个新闻还没有问题,但是换到更加严肃的场景中,就存在很多的安全风险。例如,你要下单做一次支付,如果还是使用普通的 HTTP 协议,那你很可能会被黑客盯上。
你发送一个请求,说我要点个外卖,但是这个网络包被截获了,于是在服务器回复你之前,黑客先假装自己就是外卖网站,然后给你回复一个假的消息说:“好啊好啊,来来来,银行卡号、密码拿来。”如果这时候你真把银行卡密码发给它,那你就真的上套了。
那怎么解决这个问题呢?当然一般的思路就是加密。加密分为两种方式一种是对称加密,一种是非对称加密。
在对称加密算法中,加密和解密使用的密钥是相同的。也就是说,加密和解密使用的是同一个密钥。因此,对称加密算法要保证安全性的话,密钥要做好保密。只能让使用的人知道,不能对外公开。
在非对称加密算法中,加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的。一把是作为公开的公钥,另一把是作为谁都不能给的私钥。公钥加密的信息,只有私钥才能解密。私钥加密的信息,只有公钥才能解密。
因为对称加密算法相比非对称加密算法来说,效率要高得多,性能也好,所以交互的场景下多用对称加密。
前面讲述完传输层,接下来开始讲应用层的协议。从哪里开始讲呢,就从咱们最常用的 HTTP 协议开始。
HTTP 协议,几乎是每个人上网用的第一个协议,同时也是很容易被人忽略的协议。
既然说看新闻,咱们就先登录 http://www.163.com 。
http://www.163.com 是个 URL,叫作统一资源定位符。之所以叫统一,是因为它是有格式的。HTTP 称为协议,www.163.com 是一个域名,表示互联网上的一个位置。有的 URL 会有更详细的位置标识,例如 http://www.163.com/index.html 。正是因为这个东西是统一的,所以当你把这样一个字符串输入到浏览器的框里的时候,浏览器才知道如何进行统一处理。
我们前面说到玄奘西行,要出网关。既然出了网关,那就是在公网上传输数据,公网往往是不可靠的,因而需要很多的机制去保证传输的可靠性,这里面需要恒心,也即各种重传的策略,还需要有智慧,也就是说,这里面包含着大量的算法。
上一节,我们讲的 UDP,基本上包括了传输层所必须的端口字段。它就像我们小时候一样简单,相信“网之初,性本善,不丢包,不乱序”。
后来呢,我们都慢慢长大,了解了社会的残酷,变得复杂而成熟,就像 TCP 协议一样。它之所以这么复杂,那是因为它秉承的是“性恶论”。它天然认为网络环境是恶劣的,丢包、乱序、重传,拥塞都是常有的事情,一言不合就可能送达不了,因而要从算法层面来保证可靠性。
讲完了 IP 层以后,接下来我们开始讲传输层。传输层里比较重要的两个协议,一个是 TCP,一个是 UDP。对于不从事底层开发的人员来讲,或者对于开发应用的人来讲,最常用的就是这两个协议。由于面试的时候,这两个协议经常会被放在一起问,因而我在讲的时候,也会结合着来讲。
俗话说得好,在家千日好,出门一日难。网络包一旦出了网关,就像玄奘西行一样踏上了江湖漂泊的路。
上一节我们描述的是一个相对简单的情形。出了网关之后,只有一条路可以走。但是,网络世界复杂得多,一旦出了网关,会面临着很多路由器,有很多条道路可以选。如何选择一个更快速的道路求取真经呢?这里面还有很多门道可以讲。
前几节,我主要跟你讲了宿舍里和办公室里用到的网络协议。你已经有了一些基础,是时候去外网逛逛了!
无论是在宿舍,还是在办公室,或者运维一个数据中心,我们常常会遇到网络不通的问题。那台机器明明就在那里,你甚至都可以通过机器的终端连上去看。它看着好好的,可是就是连不上去,究竟是哪里出了问题呢?