路由器
交换机
为路由器提供更多的接口
IP地址
表示网络上的一个设备位置
32位的整数（IPv4）
端口号
标识一个主机上不同的应用程序
协议
一种约定，通信双方对于通信规则的约定，双方都认可的规则
封装与分用
封装：随着数据每次到达下一层，都会添加上对应的报头结构
分用：当数据到达目标主机的时候，从下往上层层解析
协议分层
将协议分类，分层
协议分层就是把很多协议按照功能分成不同的层级，每个层级都有对应的任务，上层协议会调用下层协议的功能，下层协议会给上层协议提供服务
优点：（1）降低学习成本（2）给整个网络体系的升级迭代带来了很大的便利
OSI七层模型
只存在于教科书上
TCP/IP五层（四层）模型
1）物理层：硬件层面
2）数据链路层：关注的是通信过程中，两个相邻结点之间的通信
3）网络层：关注的是通信中的路径规划，决定了数据经过哪些结点
4）传输层：关注的是通信双方的“起点”和“终点”
5）应用层：和具体应用程序相关，传输的数据是干什么用的
协议的层和层之间是如何配合工作的？
网络编程套接字
套接字（socket）
操作系统提供的网络编程的API
1.流式套接字=》给TCP使用的
2.数据包套接字=》给UDP使用的
TCP和UDP的特点
TCP：有链接（双方保存对方的信息）
可靠传输（尽力做到数据到达对方）
面向字节流（字节流读写操作非常灵活，传输的基本单位就是byte）
全双工（一条链路能够进行双向通信）
UDP：无链接，不可靠传输（不关心对方收不收的到），面向数据报，全双工
UDP的 socket api
1：DatagramSocket
DatagramSocket就是对于操作系统的socket概念的封装（“操作网卡”的遥控器）
socke.receive()
2：DatagramPacket
针对UDP数据报的一个抽象表示
一个DatagramPacket对象就相当于一个UDP数据报，一次发送/接收，就是传输了一个DatagramPacket对象
Echo（回显）
请求发了啥，响应就是啥
创建一个socket对象
服务器读取请求
DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket();socket.receive(requestPacket) //如果没有客户端发送请求，服务器的代码会在这里堵塞//为了方便在java中处理，可将上述数据报中的二进制数据拿出来构成StringString request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength)根据请求计算响应
private String process(String request){return request;}把响应写回客户端
DatagramPacket reponsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),0,response.geyBytes().length);socket.send(reponsePacket);客户端与服务器流程
客户端流程
1:从控制器读取字符串
2:把字符串发送给服务器
3:从服务器读取到响应
4:把响应打印到控制台上
服务器流程
1.读取请求并解析
2.根据请求计算响应
3.把响应写回到客户端
在进行一次通信的过程中需要至少知道4个核心指标
1.源IP：发件人地址
2.源端口：发件人电话
3.目的IP：收件人地址
4.目的端口：收件人电话
私网ip地址
1）10.*
2）172.16-172.31.*
3）192.168.*
TCP的socket API
ServerSocket（揽客）
专门给服务器用的
ServerSocket(int port);
Socket accept();
void close();
Socket（服务）
客户端和服务器都要用
Socket(String host,int port) 构造方法本身就能够和指定的服务器建立连接
InputStream getInputStream() 获取到socket内部持有的流对象
OutputStream getOutputStream() 通过InputStream 和 OutputStream 来操作的
TCP 客户端的核心逻辑
TCP 服务器的核心逻辑
只有服务器的 Socket （通过这个 socket 和客户端交互）需要关闭
当强制终止客户端进程，或者通过代码调用客户端 socket.close(),就会使客户端所在的主机操作系统内核触发 TCP 断开连接流程，服务器就能感知到，就会在 hasNext 解除阻塞，并返回 false
IO 多路复用
使用一个线程就管理多个 clientsocket
网络原理-TCP/IP
五层协议:应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
应用层：
自定义应用层协议：
1）约定传输的数据要有哪些信息
2）传输的数据要遵守啥样的格式
基于 xml 的方式（一种经典的数据组织格式）
基于 json 的方式
基于 yml 的方式
基于 protobuffer（二进制）
传输层：
socket api 都是传输层协议提供的
端口号是一个整数（2个字节表示的无符号整数 0->65535）
ps：
一个字节：有符号 -128->127 无符号 0-> 255
两个字节： 有符号 -32768->32767 无符号 0->65535
四个字节：有符号-21亿->21亿 无符号 0->42亿9千万
端口号的绑定不能重复（除非一个TCP一个UDP）
一个进程可以绑定多个端口号
netstat命令
netstat -ano | findstr 9090 （查询当前主机上石佛有使用9090端口的进程）
传输层的协议：
UDP：无链接，不可靠传输，面向数据报，全双工
TCP：有链接，可靠传输，面向字节流，全双工
UDP：
UDP数据报 = UDP报头（源端口，目的端口，报文长度，校验和） + UDP 载荷
最大64KB
UDP长度：描述了整个UDP数据报占了多少个字节，可得知载荷一共多少字节（0-65535 ）
校验和是什么？
数据引入冗余信息，通过冗余信息来验证原有的数据。用数据（一部分）进行一系列计算，得到结果，如果数据部分发生变化，此时得到的结果也不一样
UDP校验和：使用CRC算法作为校验和，只能够发现是否出错
UDP主要用途：应用于对性能要求比较高，但对可靠性不高的场景
TCP协议
TCP的报文结构
4位首部长度指的是报头的长度
选项：可以选择加或者不加， 完全不加，tcp报头长度就是20字节，全加就是60字节
保留：万一tcp需要扩展功能，就用保留位
16位检验和：校验和
TCP协议的核心机制
【1】TCP确认应答机制（可靠传输）
可靠传输：尽可能传送，能够让发送方知道接收方是否收到
应答报文
ACK（acknowledge）处为1就为应答报文
重置报文RST，在超时重传多次后还是失败就会重置连接，触发重置报文
同步连接序号SYN，用来请求链接
结束报文FIN
URG紧急标志置位
PSH催促对方尽快给自己回应
进行排序标号，避免“后发先至”
tcp的编号是按“字节”来编号的
载荷中每个字节都有编号（写在TCP报头中），比如第一个字节编号是1，第二个就是2...，不一定是从0或者1开始的
应答报文
此时意味着1000前的报文都没有问题
确认序号：应答数据的最后一个字节的序号再 + 1
丢包
数据丢失，概率性事件
【2】超时重传
主机A根据“是否收到了ACK”来区分是否出现丢包，等待时间超过某个阈值，此时就可认为是丢包了，进行重传
ack丢包
TCP接收方按照序号进行去重 （在接受缓冲区）接受缓冲区也可以将收到的数据进行排序，避免后发先至
【3】连接管理（上次握手，四次挥手）
建立连接的流程：三次握手
都让对方保存好自己的信息
第一次从客户端到服务器，SYN同步报文（用于建立连接）
第二次服务器到客户端，ACK应答报文+SYN
第三次客户端到服务器，ACK应答报文
LISTEN：服务器进入的状态，端口绑定成功，服务器准备就绪
ESTABLISHED：连接建立完成，随时进行数据通信
三次握手的意义：
1）在正式传输业务数据之前先确认通信链路是否顺畅
2）确认通讯双方的发送能力和接受能力都是正常的
3）三次握手还需要双方协商一些必要的参数（例如：起始序号是通讯双方协商出一个数）
断开连接的流程：四次挥手
在握手和挥手的过程中传输的网络数据报不携带任何业务上的数据
第一次从双方任意一方（A）向对方（B）发送 FIN（结束报文）
第二次对方（B）发起个 ACK
（隔一小段时间，调用 close 才会触发）
第三次对方（B）发起个 FIN
第四次（A）发起个 ACK
MSL
两节点中最大传输时间
【4】滑动窗口
用来提升传输效率，批量发送数据
窗口大小：一次发送多少数据
情况一：应答丢了
情况二：数据报丢了
对于ACK丢失，不做任何处理
对于数据丢失，只需要把确实的数据重传即可，其他的数据不必重传
【5】流量控制
接收方根据自身的处理能力反向制约发送发的速度，使双发达成一个“平衡”
只在ACK报文中生效，接收方接受缓冲区空闲空间大小
【6】拥塞控制
链路上的任何一个借点的性能瓶颈都会制约发送发的发送速度
在不丢包的时候持续增加窗口大小，直到丢包就减小，实现动态平衡
【7】延时应答
ACK不会立即返回，而是稍等一会再返回
目的：通过延时应答，使接收端趁机处理数据，返回ACK时可增大下次的窗口大小，提升效率
【8】捎带应答
接收端返回发送端时，将ACK和响应（业务数据）一起返回
【9】面向字节流
粘包问题： 接收端无法分辨数据包之间的界限
解决办法：使用分隔符。约定包的长度
【10】异常情况
1.其中某一个进程崩溃了
仍然会正常和对方进行四次挥手操作
2.某个主机被关机
操作系统会尝试强制结束所有的用户进程，然后进入关机流程
发送方发出FIN后关机了，接收方在返回几次ACK后也会删掉发送方的信息
3.某个主机电源掉电
B是发送方：A突然联系不上了，B触发超时重传，重传几次后，发送复位报文（RST），RST也没反应，B就会单方面删除A的信息
B是接受方：B在一定时间之内没接收到A的数据就会触发心跳包（没有载荷的数据包，只为触发ACK），发几次A没回应，B就单方面删除A的信息
4.网线断开
本质上是第三种情况
网络层
1.路径规划
2.地址管理
IP协议
4位TOS分别为：最小延时，最大吞吐量，最高可靠性，最小成本
IP的载荷就是TCP/UDP，TCP数据超过64kb，就进行拆包分给不同的IP数据报
通过次数，每通过一次路由器就TTL减一
8位协议：描述了载荷部分是哪种协议的的数据包
点分十进制
42亿九千个
IP地址不够用？
方案一：动态分配
方案二：NAT机制：网络地址映射，私网IP（局域网内部使用），公网IP（广域网使用），外网IP不能重复，内网IP在不同局域网内，允许重复
方案三：IPv6：用16个字节来表示IP地址
NAT 机制下的几个情况:
1)同一个局域网（连在同一个路由器上的设备）中,内网ip 访问 内网ip，可以的
2)不同局域网中, 内网 |P 访问 内网 |P,不行~~
3) 外网IP 访问 外网IP, 可以的
4) 外网|P 访问 内网IP,不行~~
5）内网IP访问外网IP（运营商路由器会进行NAT网络地址转换操作，将源IP转变为运营商路由器的公网IP）
IP的网络号和主机号
子网掩码（Mask）可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址
32位整数 255就是1111 1111，0就是0000 0000
把一个 IP 地址,一分为二,左侧:"网络号"标识局域网.右侧"主机号"标识设备
通过子网掩码区分,哪个部分是网络号,哪个部分是主机号(192.168.0.200)
左边连续的1的个数代表网络号的长度，（使用时必须是连续的，理论上也可以不连续），右边连续的0的个数代表主机号的长度。
两个相邻的局域网，网络号不能相同
路由选择
（5/15 14分）路由器通过“启发式”“探索式”的方法逐渐找到最终的目标，每个路由器无法感知到整个网络结构的全貌，但认识到它周围的网络设备，路由器中会维护一个数据结构，路由表，记录了周围的路由器。
如果收到数据时就会根据目的ip查找路由表，如果没有，那就挑选一个最厉害的下一个路由器传递过去
数据链路层
以太网
IP层面进行路线规划
源IP是最开始的位置，源mac是从哪里出发的位置，目的mac是指下一个路由器的位置，目的IP是指最终的位置
DNS域名解析系统
域名是唯一的
域名就是一串单词，用来表示某个/某组IP地址
com是一级域名
sogou.是二级域名
pic.是三级域名
应用层
HTTP协议
HTTP协议通常使用端口是80
典型的“一问一答”的模式协议，请求和响应一一对应，文本格式的协议
抓包工具：能把网络上传输的HTTP数据获取并且显示出来，用fiddler
一个HTTP请求报文分为4个部分
1）首行（又包含三个部分）：a）请求的方法，b）请求的URL（网址）c）版本号
2）请求头（header）：
3）空行（最后一个header后面存在一个空行，类似链表的null，请求头的结束标记）
4）正文
URL（唯一资源定位符）
协议方案名：http://
身份认证信息：现在已经不用了
服务器地址：要访问的服务器的IP地址/域名
服务器端口号：也可以不写，系统默认分配
带层次的文件路径：描述了这个机器的这个程序上面管理了哪个资源
查询字符串：过通参数把客户端的想法传给服务器的数据告知过去
片段标识符：区分页面中的不同部分（类似于目录/导航）
URLencode
查询字符串中将客户端的数据进行转码（例如：c++ => c%2B%2B）
HTTP响应
1）响应的首行：a）版本号 b）状态码 c）状态码描述
2）响应的报头 header
3）空行
4）正文
方法
在HTTP请求中的首行（类似于语义的感觉）
重点掌握GET和POST
GET：从服务器获取某个数据，通常不会搭配body，有需要传输的数据通过query string
POST：往服务器发送/提交某个数据，通常不搭配query string，通过body传输数据
上述的HTTP请求是怎样构成的
GET
在浏览器地址栏中直接输入URL
网页html中有一些特殊的标签
表单 html中的特殊标签form
通过js构造
POST请求
表单
js
面试题：GET和POST有啥区别
1）GET和POST本质上没什么区别
2）从使用习惯上来说，GET从语义上说通常是“获取数据”，POST通常是“提交数据”
3）GET 传递数据的时候， 通常使用 query string，POST 传递数据的时候，通常使用 body
4）服务器对于 GET 请求的设计，经常是设计成“幂等”的，而 POST 请求的设计，则不要求"幂等
报头（header）
header中的兼职对都是标准规定中的内容
Host：
请求对应的主机和ip和端口
Content-Length：
表述body的长度
Content-Type：
是body的数据类型（图片，视频，音频，字体，html，json，css）
location:
搭配3xx状态码使用, 告诉客户端接下来要去哪里访问
application/json：
数据为json格式，body格式形如：
User-Agent（UA）
UA中的信息主要有两个部分：1）浏览器版本2）操作系统版本
作用：识别当前的设备是电脑还是手机，区分不同版本的网页
Referer
当前页面从哪里跳转来的
Cookie
cookie是什么：客户端浏览器提供给网页的持久存储数据的机制（浏览器本地存储数据的一种机制）
键值对格式内容，和query string类似，程序员自定义
cookie数据来自于服务器，服务器的HTTP响应header中可以填写Set-Cookie 字段，就会带一些键值对 ，保存到浏览器之后，
后续浏览器访问该网站的时候就会在请求header中把之前保存的这些cookie键值对都代入进去，还要再发回给服务器
HTTP响应中的一些信息
状态码
描述了这次HTTP请求是否成功，已经失败的原因
1）200 => OK 访问成功
2）404 => Not Found 客户端请求的资源在服务器这边不存在
3）403 => 无访问权限
4）405 => 请求中的方法服务器不支持
5）500 => 服务器内部出现错误
6）504 => 服务器访问超时
7）302 => 临时重定向 ：访问某个地址的时候访问的是旧地址，自动跳转到新的地址上
8）301 => 访问旧地址时和新地址之间产生映射关系，再次访问旧地址时可以直接构造新地址的请求
HTTPS
HTTPS协议端口一般是443
本质上就是HTTP的基础上增加了一个加密层
明文：要传输的原始数据
密文：经过加密之后得到的数据
对称加密：加密和解密使用同一个密钥，加密解密速度快
非对称加密：密钥是一对（公钥，私钥），安全性更高，可以使用公钥加密，此时就是私钥解密或者可以使用私钥加密，公钥解密。
加密：
引入非对称加密，针对对称密钥来进行加密
服务器有公钥和私钥，给所有客户端公钥，自己保存私钥，客户端收到公钥后自己再生成一个对称密钥，将自己生成的密钥通过服务器给的公钥进行加密后传给服务器，服务器再通过自己的私钥进行解密得到客户端生成的对称密钥
为了避免“中间人”攻击，需要引入第三方公证机构，第三方公证机构通过颁发证书来避免攻击
第三方公证机构生成的证书包括数字签名（校验和（发证机构，证书的有效期，服务器的公钥，证书的所有者，持有者网站的主域名）+第三方公证机构生成的私钥），服务器将证书发给客户端，客户端的操作系统中内置了公证机构的公钥进行解密。
JVM（面试高频考点）
1.JVM内存划分
java进程在运行的时候对内存进行划分，每个区域都有不同的功能作用
此处谈到的栈/堆和数据结构中的栈/堆没有关系
（1）堆：内存区域中最大的区域，放的就是代码中new出来的对象
（2）栈：保存了方法的调用关系
（3）元数据区：放的“类对象，常量池”
（4）程序计数器：保存当前要执行的下一条指令的地址
基本原则：
一个对象在哪个区域，取决于对应变量的形态
1）局部变量，栈上
2）成员变量，堆上
3）静态成员变量，方法区/元数据区
2.JVM类加载过程
当前写的java代码是.java文件
一个java进程要跑起来就需要把.java先变成.class文件（硬盘），加载到内存中得到“类对象”
一下属于“八股文”需要牢记
类加载的几个环节（八股文）
（1）加载：在硬盘上，找到对应的.class文件，读取文件内容
（2）验证：检查 .class 里的内容是否符合要求
读取出来的内筒往格式里套，看有没有问题
（3）准备：给类对象分配内存空间（元数据区）
会先把这个空间里的数据先全都填充成0
（4）解析：针对字符串常量来初始化
把刚才 .class 文件中的常量的内容取出来放到“元数据区”
（5）初始化：针对类对象进行初始化
给静态成员进行初始化，执行静态代码快
双亲委派模型
出现在“加载”环节，根据代码中写的“全限定类名”找到对应的.class文件
jvm中内置了三个类加载器（负责加载不同的类）
1）BootstrapClassLoader（负责加载标准库的类）
2）ExtentionClassLoader（负责加载JVM扩展库的类）
3）ApplicationClassLoader（负责加载第三方库的类和自己写的代码的类）
工作过程
从ApplicationClassLoader出发，自己不搜索，交给自己的父类ExtentionClassLoader，ExtentionClassLoader也不搜索，直接交给自己的父类BootstrapLoader处理，他找到了就结束了，没找到就再交给儿子处理，如果都没找到就抛出一个ClassNotFoundException
3.JVM中的垃圾回收机制
Java 提供的对内存自动回收的机制
可以降低程序员的开发负担，但会消耗额外的系统资源，而且存在会影响效率的“STW”问题（触发 GC 时一瞬间将系统负载拉满导致服务器无法响应其他请求）
GC 回收的是“内存”
1：程序计数器（不需要额外回收）
2:栈（不需要额外回收）
3:元数据区（不需要额外回收）
4:堆（GC 主要回收区域）
GC流程
1:找到谁是垃圾
判定某个对象，是否存在引用指向它
如何判断（引用计数器：在内存中创建对象本体前面设置个计数器，若有引用就显示引用个数，若为 0 则是“垃圾”。存在“循环引用”的问题
可达性分析（JVM 采用的方法）
本质上是遍历，类似与“树”，访问不到的就标记为垃圾，jvm 会周期性的遍历所有的“树”，不停的标记可达，回收不可达的
2:释放垃圾的策略
（1）标记-清除：直接把标记为垃圾的内存释放掉，缺点是“内存碎片”，并不实用
（2）复制算法：将还需要用的数据拷贝到别的区域，然后统一释放一块较大的内存，缺点是浪费空间
（3）标记-整理：搬运释放
（4）分代回收：通过对对象的“年龄（GC 周期性扫描次数）”的判断
把新创建的对象放到“伊甸区”，大部分在第一轮 GC 后都会变成垃圾，剩余的进入生存区，再经过一轮 GC 通过复制算法进入 S1，存活下来的对象年龄➕1，通过多轮 GC 后没有成为垃圾的就会复制到老年代
）