1. IP協議（網際層核心）
（1）IPv4 vs IPv6
| 特性 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 地址長度 | 32位（約42億地址） | 128位（3.4×103?地址） |
| 表示方法 | 點分十進制（如192.168.1.1） | 冒號分隔十六進制（如2001:0db8::1） |
| 關鍵改進 | - | 內置IPsec加密、無NAT、更簡化的首部 |
| 共存機制 | NAT、雙棧技術 | 逐步替代IPv4 |
（2）子網劃分與CIDR
- 子網掩碼：標識網絡位與主機位（如
255.255.255.0表示前24位為網絡號）。 - CIDR（無類域間路由）：
- 格式：
IP地址/前綴長度（如192.168.1.0/24）。 - 作用：靈活分配地址空間，減少路由表條目（路由聚合）。
- 格式：
- 示例：
- 將
192.168.1.0/24劃分為4個子網：192.168.1.0/26、192.168.1.64/26等，每個子網62個可用主機地址。
- 將
2. TCP vs UDP（傳輸層協議）
（1）TCP（可靠傳輸）
- 核心機制：
- 三次握手：建立連接（SYN→SYN-ACK→ACK），避免歷史連接沖突。
- 四次揮手：終止連接（FIN→ACK→FIN→ACK），確保數據完整傳輸。
- 滑動窗口：流量控制（接收方通告窗口大小） + 擁塞控制（慢啟動、擁塞避免、快重傳）。
- 首部字段：
- 序列號/確認號、窗口大小、標志位（SYN/FIN/RST等）。
（2）UDP（不可靠但高效）
- 特點：無連接、無重傳、首部僅8字節。
- 適用場景：實時應用（視頻會議、DNS查詢）、廣播/多播。
（3）對比總結
| 維度 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 可靠性 | 可靠（重傳、排序） | 不可靠 |
| 連接性 | 面向連接 | 無連接 |
| 首部開銷 | 20字節（可選字段更長） | 8字節 |
| 典型應用 | HTTP、SSH、電子郵件 | DNS、QUIC、VoIP |
3. HTTP/HTTPS（應用層協議）
（1）HTTP請求/響應模型
- 請求方法：
GET（獲取資源）、POST（提交數據）、PUT（更新資源）、DELETE（刪除資源）。
- 狀態碼：
2xx成功（如200 OK）、3xx重定向（如301 永久移動）、4xx客戶端錯誤（如404 未找到）、5xx服務端錯誤（如502 網關錯誤）。
- 首部字段：
Content-Type（數據類型）、Cache-Control（緩存策略）、User-Agent（客戶端標識）。
（2）HTTPS安全機制
- TLS/SSL加密：
- 握手階段：非對稱加密（RSA/ECDHE）協商對稱密鑰。
- 傳輸階段：對稱加密（AES）保護數據。
- 證書驗證：CA機構簽發證書，防止中間人攻擊。
（3）會話管理
| 機制 | 原理 | 安全性 |
|---|---|---|
| Cookie | 服務端通過Set-Cookie在客戶端存儲狀態 | 需防竊取（HttpOnly、Secure） |
| Session | 服務端存儲會話數據，僅通過Session ID關聯 | 依賴服務端安全 |
4. DNS（域名解析系統）
（1）解析流程（遞歸+迭代）
- 瀏覽器緩存?→?本地Hosts文件?→?本地DNS緩存。
- 查詢根DNS服務器（如
.） →?頂級域服務器（如.com） →?權威DNS服務器（如example.com）。 - 返回IP地址并緩存。
（2）記錄類型
- A記錄：域名→IPv4地址。
- AAAA記錄：域名→IPv6地址。
- CNAME：別名記錄（如
www.example.com指向example.com）。 - MX記錄：郵件服務器地址。
（3）優化與安全
- DNS緩存：減少查詢延遲（TTL控制緩存時間）。
- DNSSEC：數字簽名防篡改。
- DoH/DoT：加密DNS查詢（防止監聽）。
關鍵問題與解決方案
| 問題 | 解決方案 | 示例 |
|---|---|---|
| IPv4地址耗盡 | NAT、IPv6過渡（雙棧、隧道） | 家庭路由器NAT映射多個內網設備 |
| TCP隊頭阻塞 | 多路復用（HTTP/2）、改用UDP（QUIC） | HTTP/3基于QUIC |
| HTTPS性能開銷 | TLS 1.3簡化握手、會話復用 | 握手時間從2RTT降至1RTT |
| DNS劫持 | 使用可信DNS（如8.8.8.8）、DoH/DoT | Chrome啟用DoH加密DNS |
現代演進方向
- QUIC協議：基于UDP實現可靠傳輸，整合TLS 1.3，解決TCP缺陷（如多流復用）。
- HTTP/3：全面采用QUIC，提升移動網絡下的性能。
- 邊緣計算：DNS與CDN結合（如Cloudflare），加速內容分發。
理解這些協議的核心機制，有助于優化網絡應用（如減少HTTP請求）和排查問題（如分析Wireshark抓包）。
?
)
![[數學基礎] 矩陣的秩及其應用](http://pic.xiahunao.cn/[數學基礎] 矩陣的秩及其應用)
)
 和 Nginx在服務器上的完整部署方案(redis、minio))
