路漫漫其修远兮，吾将上下而求索

计算机网络基础笔记：局域网、TCP/IP、HTTPS 与路由原理

Thu, 12 Nov 2026 00:00:00 +0800

计算机网络要解决的是不同设备如何寻址、互联、可靠地交换数据，以及网络故障如何定位的问题。本文根据一次循序渐进的学习讨论，整理家庭局域网、地址与路由、TCP/UDP、DNS/NAT、HTTP/HTTPS、网络分层、VLAN 以及 OSPF/BGP 等知识，重点保留自己的理解与容易混淆的地方，供复习和后续实践使用。

# 一、从家庭网络理解局域网与互联网

# 1.1 LAN、WAN 和互联网

局域网（LAN，Local Area Network）：通常在家庭、办公室、实验室等较小范围内，由一个组织或家庭管理。局域网设备可以在不连接互联网时相互通信。
广域网（WAN，Wide Area Network）：连接较大地理范围内的网络，例如不同城市的企业网络或运营商骨干网络。
互联网（Internet）：由多个网络通过 IP 协议体系互联组成的全球网络，不是某一台路由器或某一个局域网。

家庭上网的简化路径：

手机 / 电脑 ── Wi-Fi 或网线 ── 家庭路由器 ── 运营商网络 ── 互联网 ── 网站服务器
                  │
             家庭局域网（LAN）

我的理解： 家里的设备先加入同一个家庭网络，再通过路由器与外部网络通信。这个基本框架是正确的。需要补充的是，家庭无线路由器往往集成了无线 AP、以太网交换功能、路由和防火墙等功能。

# 1.2 交换机、路由器与无线 AP

设备	主要关注	典型作用
二层交换机	MAC 地址、交换机端口	在同一 VLAN 内转发以太网帧
路由器	目的 IP、路由表	在不同 IP 网络之间转发数据包
无线 AP	Wi-Fi 接入与二层帧	让无线终端接入局域网

注意：“交换机处于链路层、路由器处于网络层”适用于典型二层交换机与路由器。三层交换机也能执行 IP 路由。

# 二、IP、MAC、子网和默认网关

# 2.1 IP 地址与 MAC 地址的分工

IP 地址：用于网络层寻址，例如 192.168.1.10。它告诉网络数据包的源端与目的端在哪里。
MAC 地址：用于以太网等链路层的本地帧交付，例如 A4:5E:60:12:34:56。
端口号：TCP/UDP 用于区分主机上的网络通信端点，例如 192.168.1.10:50000。

记忆：IP 决定发往哪个主机或网络；MAC 决定当前链路这一跳交给谁；端口号帮助找到哪个应用端点。

# 容易弄错：MAC 的长度与能否修改

我的早期理解中，把 MAC 地址说成“16 位”，这是错误的。常见以太网 MAC 地址是 48 位（6 字节），通常用 12 个十六进制数字表示。

典型 MA-L 分配方式是前 24 位组织标识（OUI）、后 24 位由组织分配，但 MAC 地址方案并非都必须按这一种方式理解。MAC 通常具有唯一性，却不是绝对不会重复，也可以被软件随机化或修改。修改对外呈现的 MAC 不等于硬件变成一块新网卡，更不必然需要烧录固件。

# 2.2 子网掩码

IPv4 地址有 32 位，子网掩码用于区分网络部分与主机部分。

示例配置（非实测）：

电脑 A：192.168.1.10/24
电脑 B：192.168.1.20/24
电脑 C：192.168.2.10/24

/24 = 255.255.255.0

网络地址的计算方式：

网络地址 = IP 地址 按位与 子网掩码

A 和 B 的网络地址都是 192.168.1.0，C 的网络地址是 192.168.2.0。在普通网络规划中，A 和 B 可通过同一二层网络直接通信；C 通常需要路由器或三层交换机进行跨子网转发。

易混点： 不能永远只看 IP 前三组是否一致。比如 /25、/26 会在同一个 192.168.1.x 范围中划分更小的子网。还要考虑 VLAN、设备隔离和防火墙规则。

# 2.3 默认网关

默认网关是目标网络没有更具体匹配路由时，设备通常选用的下一跳路由器。

假设电脑配置：

IP：192.168.1.10
掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.1

访问 8.8.8.8 时，电脑发现目的地址不在本地子网，于是按路由表把 IP 包交给 192.168.1.1。

需要区分两种地址：

IP 包的目的 IP：仍然是 8.8.8.8。
第一跳以太网帧的目的 MAC：是默认网关对应的 MAC，而不是远端 8.8.8.8 的 MAC。

# 三、DHCP 与 ARP

# 3.1 DHCP：自动获取网络参数

DHCP（动态主机配置协议）通常提供 IP、掩码、默认网关、DNS 等配置。常见首次获取地址的过程简称 DORA：

Discover → Offer → Request → ACK

我的理解与修正： 重新加入同一个网络时，设备可能尝试请求之前使用的 IP；但地址能否继续使用，取决于租约状态、服务器分配策略等，并不是“申请这个 IP 的永久权限”。

# 3.2 ARP：已知 IPv4，获取本地下一跳 MAC

同一二层网络中，如果 A 已经知道 B 的 IPv4 地址，却不知道 MAC，可广播 ARP 请求：

A：谁拥有 192.168.1.20？
B：我拥有该 IP，我的 MAC 是 BB:BB:BB:BB:BB:BB。
A：将这条 IP → MAC 映射加入 ARP 缓存。

ARP 广播的范围是同一个二层广播域。访问外部 IP 时，主机通常 ARP 查询网关的 MAC，而不是远端服务器的 MAC。

# 3.3 ARP 欺骗为什么麻烦

ARP 欺骗利用传统 ARP 缺乏原生身份认证的特点，发送伪造 ARP 信息使其他设备缓存错误映射。例如：

正确：192.168.1.1 → 路由器真实 MAC
错误：192.168.1.1 → 攻击者 MAC

后续发送给网关的二层帧可能被引导至攻击者，造成中间人攻击或网络中断。攻击既可以借助伪造应答，也可能使用免费 ARP，不限定只有一种报文形式。

难以处理的原因在于：清掉缓存只是修复表面状态；如果攻击源持续发送虚假映射，缓存就可能再次被污染。某些设备还缺乏 DAI（动态 ARP 检测）、DHCP Snooping 等防护能力。

常见防护思路：管理设备接入、限制广播域、在支持的交换机上正确配置 DAI/DHCP Snooping、对固定节点进行适当绑定。MAC 变化不一定是攻击，还可能来自网关切换或设备更换。

# 四、交换机 MAC 表、ARP 表与路由表

表	通常由谁维护	根据什么查	得到什么
MAC 地址表	二层交换机	目的 MAC，结合 VLAN	出端口
ARP 缓存表	IPv4 主机、路由器	下一跳 IPv4 地址	下一跳 MAC
路由表	主机、路由器、三层交换机	目的 IP 地址	下一跳、出接口等

一个同子网通信的典型过程是：

主机先通过路由表确定目标属于本地直连网络。
通过 ARP 缓存或 ARP 请求获得目标 MAC。
主机封装以太网帧，交换机按 MAC 地址表转发。
接收端按协议逐层处理数据。

跨网段通信时，ARP 解析的是下一跳网关的 MAC。这也解释了为什么 ARP 欺骗时，路由表本身可能完全正常，但数据仍被送到了错误的二层目的地。

# 五、TCP/IP 与 OSI 网络分层

教学五层模型	主要职责	示例协议或技术
应用层	应用通信规则	HTTP、DNS、DHCP、SMTP
传输层	进程通信、端口、可靠性机制	TCP、UDP
网络层	IP 寻址、路由、诊断	IPv4、IPv6、ICMP
数据链路层	本地链路帧交付	以太网、VLAN
物理层	电、光、无线信号传输	网线、光纤、无线介质

正式的 TCP/IP 四层模型 通常将链路层与物理层合并为“网络接口层”；OSI 七层 还在应用层以下单列表示层、会话层。实际互联网协议不一定严格一对一对应 OSI 每一层。

# 5.1 封装与解封装

以基于 TCP 的 HTTPS 为例，逻辑封装过程是：

应用层 HTTP 请求
       ↓ TLS 加密保护
TCP 首部 + TLS 数据
       ↓
IP 首部 + TCP 报文段
       ↓
以太网帧首部 + IP 数据包 + 帧校验序列
       ↓
电信号 / 光信号 / 无线信号

接收方按反方向逐层处理，即解封装。路由器转发时通常重新封装链路层帧、递减 IPv4 TTL；如果不存在 NAT 等额外处理，普通转发不会自动改变源、目的 IP。

# 六、TCP 与 UDP

# 6.1 TCP：面向连接的可靠字节流

TCP 的主要能力：建立连接、按序交付、确认与重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制。

三次握手（简化）：

客户端                       服务器
  SYN       ───────────────→
            ←─────────────── SYN + ACK
  ACK       ───────────────→
          建立连接

典型四次挥手（简化）：

主动关闭方                   被动关闭方
  FIN       ───────────────→
            ←─────────────── ACK
            ←─────────────── FIN
  ACK       ───────────────→

TCP 是全双工的，两个方向的关闭可以分开进行。在一些情况下，最后的 ACK 与 FIN 报文也可合并，因此“四次挥手”是典型过程，不是所有连接都严格呈现四个独立报文。

TCP 是字节流：调用两次 send()，接收端不一定对应两次 recv()，应用需要自行定义消息边界。

# 6.2 UDP：无连接的数据报

UDP 不需要 TCP 式的三次握手，默认不保证可靠到达和顺序，保留数据报边界，首部仅 8 字节。

“无连接”不等于“只要知道 MAC 和 IP 即可发送”。UDP 仍然依赖 IP 寻址、链路层传输，并使用源端口与目的端口。UDP 上层也可以自行设计可靠传输机制，QUIC 就是一个典型例子。

比较	TCP	UDP
连接	面向连接	无连接
数据单位	字节流	数据报
可靠和按序交付	协议内置	不保证
首部	最小 20 字节	8 字节
常见用途	文件传输、数据库、Web	实时音视频、游戏、部分 DNS

# 6.3 滑动窗口、流量控制与拥塞控制

滑动窗口：让发送方能维持多个未确认的字节，不必逐个数据段停止等待。TCP 的 ACK 确认号通常表示下一个期望按序收到的字节序列号，不是“第几个包”。

流量控制：主要保护接收端，接收方通告 rwnd（接收窗口）。
拥塞控制：主要根据网络反馈控制在途数据量，发送方维护 cwnd（拥塞窗口）。

简化关系：

可容纳的最大在途数据量 ≤ min(rwnd, cwnd)

如果已有数据未确认，还能继续发送的新数据量会进一步减少。经典拥塞控制包括慢启动和拥塞避免，但现代系统可能使用 CUBIC、BBR 等不同算法。

# 七、IP 数据包、TTL、MTU 和 IPv6

# 7.1 IPv4 数据包

IPv4 数据包由首部与载荷组成。基本首部 20 字节，存在选项时可更长。重要字段有：

字段	作用
源 IP / 目的 IP	寻址与转发
TTL	限制逐跳转发次数
Protocol	标识上层协议
Total Length	整个 IPv4 数据包长度
Identification / Flags / Fragment Offset	IPv4 分片控制与重组
Header Checksum	IPv4 首部校验

常见 IPv4 Protocol 数值：ICMP = 1、TCP = 6、UDP = 17、OSPF = 89。

# 7.2 TTL：防止无限路由环路

TTL（Time To Live）虽然名字有“时间”，但在现代 IPv4 转发中实际主要充当跳数限制。

发送端：TTL = 64
经过第一台路由器：TTL = 63
经过第二台路由器：TTL = 62
……

TTL 耗尽时，路由器丢弃数据包，通常发送 ICMP Time Exceeded。Windows 的 tracert 就利用逐渐增加的 TTL 探测沿途部分路由节点。

# 7.3 MTU 与分片

MTU（Maximum Transmission Unit）表示链路所能承载的最大网络层数据包大小。普通以太网常用 MTU 为 1500 字节。

当 IPv4 数据包超过下一跳 MTU 时：

允许分片：可能被拆成多个 IP 分片，接收端负责重组。
DF（Don't Fragment）置位：不能被中间路由器分片，通常丢弃并返回 ICMP 错误。

分片增加额外首部开销；某片丢失还可能导致原数据报无法重组，因此网络通常会尽量避免不必要的分片。

# 7.4 IPv4 与 IPv6

项目	IPv4	IPv6
地址长度	32 位	128 位
示例	`192.168.1.10`	`2001:db8:1234::10`
基本首部	最小 20 字节	固定 40 字节
地址解析	ARP	基于 ICMPv6 的 NDP
跳数限制	TTL	Hop Limit
中间路由器分片	条件允许时支持	不执行分片
广播	支持	不使用广播

IPv6 地址空间更大，一般无需像家用 IPv4 一样依靠 NAPT 共享公网地址；但仍需要防火墙，且某些场景仍会使用 NAT64 等转换技术。

# 八、ICMP、ping 与 tracert

ICMP 主要用于 IP 网络中的错误报告与诊断，不是 TCP 或 UDP 的一个端口服务。

ping 通常通过 ICMP Echo Request / Echo Reply 测试可达性，并测量 RTT（往返时间）。
tracert 利用不同 TTL 对中间路由器进行逐跳探测。

示例命令（未在本文执行，不代表实测结果）：

ping 192.168.1.1
ping 8.8.8.8
tracert -d 8.8.8.8

# 8.1 8.8.8.8 为什么可以 ping 通

8.8.8.8 是 Google Public DNS 提供服务的公网 IPv4 地址。电脑不需要与该地址处于同一子网；经默认网关、运营商网络及互联网路由转发，就可以到达提供该地址服务的网络节点。

能 ping 通只表示 ICMP 探测收到了响应，不表示当前一定在使用 Google DNS，也不代表 DNS、HTTPS 等所有业务都正常。Google 公共 DNS 使用 Anycast 等机制部署，不能简单理解为全世界都在 ping 同一台物理计算机。

tracert 某一跳出现 * * * 也不必然意味着故障：路由器可能限制 ICMP 回复，但仍正常转发业务数据。

# 九、DNS 与 NAT

# 9.1 DNS：域名解析

DNS（Domain Name System）用于查询域名对应的记录，例如 A（IPv4）、AAAA（IPv6）、CNAME（别名）、MX（邮件服务器）、NS（权威名称服务器）等。

www.example.com ── DNS 查询 ──→ 对应的 IP 地址记录

递归解析器可能直接命中缓存，也可能依次联系根服务器、顶级域服务器和权威服务器。DNS 可以使用 UDP、TCP，以及 DoH/DoT 等加密传输方案。

# 9.2 NAT：地址转换

NAT（Network Address Translation）改变数据包中的网络地址。家庭 IPv4 网络常见的是 NAPT/PAT，会利用端口映射让多个私有地址设备共享一个公网 IPv4 地址。

示例映射（非实测）：

192.168.1.10:50001 ──→ 公网 IP:40001
192.168.1.20:50002 ──→ 公网 IP:40002

路由器记录转换关系，以便把返回数据送回正确的内部终端。NAT 不等于防火墙；外部能否主动访问内部设备，还与 NAT 映射、端口转发、防火墙策略等有关。

容易混淆：DNS 解决“域名查 IP”；NAT 解决“地址和端口如何转换”。

# 10.1 HTTP：请求与响应

HTTP 是应用层协议，定义客户端向服务器发送请求、服务器返回响应的规则。

示例 HTTP 请求（非抓包结果）：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: example.com

常见方法有 GET、POST、PUT、PATCH、DELETE。常见状态码：

状态码	含义
200	成功
301	永久重定向
400	请求错误
401	未通过认证
403	拒绝访问
404	资源不存在
500	服务端内部错误
502	网关收到无效上游响应

# 10.2 HTTPS：用 TLS 保护 HTTP

HTTP 本身不提供传输加密和服务器身份认证。HTTPS 通过 TLS 提供通信机密性、完整性保护及证书身份验证。

HTTP/1.1 或 HTTP/2
       ↓
      TLS
       ↓
      TCP
       ↓
       IP

HTTP/3 是重要例外：它通过基于 UDP 的 QUIC 传输，并集成 TLS 1.3 握手机制。

数字证书通常包含域名、公钥、有效期和签名等信息；浏览器通过可信 CA 链及域名检查来验证服务器身份。HTTPS 不能证明网站内容本身值得信任。

# 10.3 HTTP 无状态与会话维持

HTTP 本身不会自动保存跨请求的用户登录身份，网站通常借助额外的会话或凭证机制。

概念	本质
Cookie	浏览器保存并按规则携带的数据
Session	服务端或应用维护的会话状态
Token	可供服务器验证的凭证
JWT	一种结构化令牌格式，通常可通过签名验证

典型 Cookie + Session 流程：

用户登录 → 服务端验证 → 创建会话
       → 浏览器保存 Session ID Cookie
       → 后续请求携带 Cookie
       → 服务端根据 Session ID 查询会话

Token 也可以放在 Cookie 中，不是只能放在 HTTP Authorization 头。普通签名 JWT 的 Payload 不是加密数据，不要在其中直接放密码、密钥等敏感信息。

# 十一、VLAN、Trunk 与 STP

# 11.1 VLAN：划分二层广播域

VLAN（虚拟局域网）使同一套物理交换设备能够划分不同二层广播域。例如：

VLAN 10 → 研发部门 → 192.168.10.0/24
VLAN 20 → 财务部门 → 192.168.20.0/24
VLAN 30 → 访客网络 → 192.168.30.0/24

一个 VLAN 配一个 IP 子网是常见设计，但 VLAN 与子网不是同一个概念，也不强制严格一一对应。

即使两台电脑都配置 192.168.1.x/24，如果它们位于隔离的 VLAN，也不能仅靠普通二层广播和 ARP 直接互通。不同 VLAN 间通信通常需要三层交换机或路由器，并受到 ACL/防火墙等策略约束。

# 11.2 Access 和 Trunk

Access 端口：典型情况下连接普通终端，收发不带 VLAN 标签的帧。
Trunk 端口：通常在网络设备之间携带多个 VLAN，可借助 IEEE 802.1Q 标签区分。

VLAN 不是加密机制，它只能隔离二层广播域，不能单独替代防火墙。

# 11.3 STP：避免二层交换环路

STP（生成树协议）通过逻辑阻塞部分冗余链路，避免二层环路及广播风暴。以太网二层广播帧不像 IPv4 包那样依靠 TTL 终止，因此交换环路需要特别处理。

# 十二、静态路由、动态路由、OSPF 与 BGP

# 12.1 路由表与路由协议

路由表/转发表：用于实际选择目的网络的下一跳和出接口。
路由协议：帮助设备交换可达性信息、计算并维护路由。

家庭路由器常通过默认路由将未知外部目的地的流量交给运营商，不需要持有互联网全量路由信息。

# 12.2 静态路由与动态路由

项目	静态路由	动态路由
配置来源	管理员手工设置	协议自动学习
适用范围	小型、稳定网络	网络规模较大、拓扑变化较多
链路变化	通常需额外处理	协议可重新收敛
开销	通常较低	需要交换控制信息与计算

# 12.3 OSPF：自治系统内部的链路状态路由

OSPF 通过 Hello 维护邻居关系、交换 LSA 链路状态通告、维护 LSDB，并通过 SPF（最短路径优先）算法根据 Cost 计算路径。这里“最短”是协议度量开销较小，不一定表示地理距离短。

OSPF 直接封装在 IP 中，协议号为 89，不通过 TCP/UDP 端口。

# 12.4 BGP：自治系统之间的路由策略

BGP 是路径向量路由协议，广泛用于自治系统（AS）之间交换网络前缀可达性信息，也存在 iBGP 在 AS 内传播 BGP 路由的场景。

BGP 根据本地策略及路由属性选路，AS_PATH 是其中一个重要属性，但BGP 不保证总选择 AS_PATH 最短的路线。BGP 使用 TCP 端口 179。

项目	OSPF	BGP
典型用途	AS 内部路由	AS 之间路由交换与策略控制
协议类别	链路状态	路径向量
主要依据	链路状态、Cost	策略和路由属性
传输	IP 协议号 89	TCP 179

# 十三、一次 HTTPS 访问如何串起全部知识

假设电脑已经通过 DHCP 得到：

IPv4：192.168.1.10/24
默认网关：192.168.1.1

访问 https://www.example.com 时，可以从逻辑上理解为：

DNS 查询域名对应的 IP（或命中缓存）。
路由表 选择目标 IP 的下一跳，通常是默认网关。
ARP 取得本地下一跳 MAC（如果缓存中没有）。
TCP 建立连接（这里以基于 TCP 的 HTTPS 为例）。
TLS 进行密钥协商和服务器身份验证。
HTTP 生成请求，经 TLS、TCP、IP、链路层逐层封装后发送。
家庭路由器转发并可能执行 NAT/PAT；互联网中的路由器继续按目的 IP 转发。
服务器处理请求并返回响应；客户端逐层解封装、解密并显示网页。

这不是严格单线发生的时间顺序：DNS 请求、TCP 握手、TLS 握手本身也都要依靠 IP 和链路层传输，NAT 发生于相应的数据包经过网关时。

# 十四、Windows 网络命令备忘

以下命令仅为学习和排查用例，不是本次学习中提供的实际运行记录。其中示例网关应按实际网络配置修改。

命令：查看本机配置及缓存

ipconfig /all
arp -a
route print -4
getmac /v

命令：测试连通性与路由路径

ping 127.0.0.1
ping 192.168.1.1
ping 8.8.8.8
tracert -d 8.8.8.8

命令：查看 DNS 与连接

nslookup www.baidu.com
nslookup www.baidu.com 8.8.8.8
netstat -ano

排查时可以从本机配置、到网关、到外部 IP、DNS、TCP/HTTPS 应用逐步定位。需要注意：ping 被拦截、tracert 不回复中间节点，都不等于实际数据业务一定中断。

# 十五、易混点速查

易混之处	正确记法
同一个局域网 = 互联网	错，LAN 内通信可以独立于互联网
MAC 地址 16 位	错，常见以太网 MAC 是 48 位
修改 MAC = 换了一块网卡	错，软件修改不改变网卡硬件
DHCP 重新连接一定分配原 IP	错，取决于租约和服务器策略
同一子网 IP 就一定能通信	不一定，还要有二层连通性与允许的访问策略
ARP 可以查询远端公网服务器 MAC	通常不会，先查询本地下一跳 MAC
UDP 无连接 = 不需要端口	错，UDP 同样使用端口号
MAC 表 = ARP 表 = 路由表	三者分别解决端口、地址映射、路由下一跳
ping 通 8.8.8.8 = DNS 正常	错，ping 主要测试 ICMP 连通性
TCP 流量控制 = 拥塞控制	前者关注接收方，后者关注网络
HTTPS = 网站一定安全	错，TLS 保护通信并验证连接身份，不保证内容可信
VLAN = 子网	错，VLAN 在二层，IP 子网在三层
BGP 总选最短 AS_PATH	错，选路受策略和多种路由属性影响

# 十六、总结与后续练习

目前已经建立起一条比较完整的理解链条：DHCP 提供网络配置 → DNS 解析域名 → 路由表决定下一跳 → ARP 获得链路层地址 → 交换机按 MAC 转发 → IP 跨网转发 → TCP/UDP 提供进程间传输 → HTTP/HTTPS 等应用协议交换数据。

本文以概念学习和命令示例为主，尚未提供 Wireshark 抓包、路由器配置截图或真实故障排查结果，不能把上述示例当成实测结论。适合下一阶段动手验证的内容有：

使用 Wireshark 观察 ARP 请求应答、DNS 解析、TCP 三次握手。
对照 arp -a、route print -4 和 ipconfig /all，解释一条实际上网连接的下一跳。
在可控实验网络中配置两个 VLAN，观察跨 VLAN 通信与三层路由。
阅读一次 tracert 输出，区分“节点不回复 ICMP”和“路由转发真的失败”。

最终记忆：MAC 解决当前链路的交付，IP 解决跨网络的寻址与转发，TCP/UDP 解决应用进程间的数据传输；其余协议和机制围绕地址分配、解析、安全、管理及路径维护相互配合。

Servlet 学习笔记

Wed, 11 Nov 2026 00:00:00 +0800

# Servlet（Server Applet）：

java编写的服务端程序，主要功能用于交互式浏览和修改数据。狭义的Servlet是指Java语言实现的一个接口，广义的Servlet是指任何实现了这个Servlet接口的类，一般情况下，人们将Servlet理解为后者。Servlet可以响应任何类型的请求,但是大多数情况只用于扩展基于Http协议的服务器。

目前的Servlet已经内嵌在tomocat中

# Servlet 工作模式：

客户端发送请求至服务器
服务器启动并调用Servlet,Servlet根据客户请求生成响应内容传回服务器
服务器将响应返回给客户端

# Servlet Api：

Servlet API 包含以下4个Java包：

javax.servlet 其中包含定义servlet和servlet容器之间契约的类和接口。
javax.servlet.http 其中包含定义HTTP Servlet 和Servlet容器之间的关系。
javax.servlet.annotation 其中包含标注servlet，Filter,Listener的标注。它还为被标注元件定义元数据。
javax.servlet.descriptor，其中包含提供程序化登录Web应用程序的配置信息的类型。

# Servlet 工作原理：

Servlet接口定义了Servlet与servlet容器之间的契约。这个契约是：Servlet容器将Servlet类载入内存，并产生Servlet实例和调用它具体的方法。但是要注意的是，在一个应用程序中，每种Servlet类型只能有一个实例。

用户请求致使Servlet容器调用Servlet的Service（）方法，并传入一个ServletRequest对象和一个ServletResponse对象。ServletRequest对象和ServletResponse对象都是由Servlet容器（例如TomCat）封装好的，并不需要程序员去实现，程序员可以直接使用这两个对象。

ServletRequest中封装了当前的Http请求，因此，开发人员不必解析和操作原始的Http数据。ServletResponse表示当前用户的Http响应，程序员只需直接操作ServletResponse对象就能把响应轻松的发回给用户。

对于每一个应用程序，Servlet容器还会创建一个ServletContext对象。这个对象中封装了上下文（应用程序）的环境详情。每个应用程序只有一个ServletContext。每个Servlet对象也都有一个封装Servlet配置的ServletConfig对象。

JWT令牌

Tue, 31 Mar 2026 18:21:58 +0800

# JWT令牌

# 1.简述

JWT全称为JSON Web Token，是一种用于身份验证的开放标准。它是一个基于JSON格式的安全令牌，主要用于在网络上传输声明或者用户身份信息。JWT通常被用作API的认证方式，以及跨域身份验证。

JWT令牌由三部分组成，分别是头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）。头部包含了令牌使用的加密算法信息，载荷包含了所需传输的用户信息，签名用于保证令牌的完整性和真实性，防止令牌被篡改。

# 2.JWT特点

可以跨语言、跨平台使用，因为它是基于JSON标准的。
可以直接嵌入到HTTP请求头中，方便传输和验证。
令牌的有效期可以通过设置过期时间来进行控制，提高了安全性。
由于令牌中包含了用户信息，因此可以避免频繁查询数据库的情况出现，提高了系统的性能。

# 3.使用流程

用户认证请求
客户端（如浏览器、App）向服务器发送认证请求，通常是提交用户名和密码等凭证。
服务器验证与生成Token
服务器收到请求后，验证凭证是否正确。若验证通过，服务器会生成一个JWT Token，该Token包含用户身份信息（如用户ID、角色等）的JSON数据，并使用密钥进行签名（确保Token的完整性和真实性）。
服务器返回Token给客户端
服务器将生成的JWT Token返回给客户端，通常是通过HTTP响应的头部（如Authorization字段）或响应体返回。
客户端存储Token
客户端收到Token后，将其存储在本地，常见的存储方式有浏览器的本地存储（localStorage/sessionStorage）或移动端的本地数据库。
客户端携带Token发送请求
后续客户端在访问需要认证的资源时，会在HTTP请求的头部（如Authorization字段）中携带JWT Token。
服务器验证Token
服务器收到请求后，会检查请求头中的Token。首先验证Token的签名是否有效（确保Token未被篡改），然后解析Token中的信息，确认用户身份和权限。
服务器处理请求并返回响应
若Token验证通过，服务器会根据请求处理业务逻辑，并返回相应的结果给客户端；若验证失败，服务器会返回错误信息（如401 Unauthorized）。

**总结：**简单来说，JWT的使用流程就是客户端通过认证获取Token，然后在后续请求中携带Token，服务器通过验证Token来确认用户身份和权限，从而实现身份认证和授权的功能。

首次访问通过认证获取Token，后续用Token替代重复认证，既保证安全又提升效率。同一个用户端首次通过登录注册拿到token后，后续访问只需在请求头带上token，服务器验证通过就能正常访问资源，无需重复登录。

JWT Token存储在HTTP的泄露风险：

网络传输风险
中间人攻击：Token在HTTP请求头中以明文（或Base64编码）传输，若网络环境不安全（如公共WiFi），攻击者可通过抓包工具获取Token，进而利用其伪造身份访问资源。

存储安全问题
本地存储漏洞：客户端将Token存储在localStorage/sessionStorage或本地数据库，若设备被恶意软件感染，Token可能被窃取，导致账户被盗用。

服务器端隐患
日志泄露：服务器日志若记录了完整请求信息，Token会被存储在日志中，若日志管理不善，可能被内部人员或攻击者获取。
风险规避建议
使用<u>HTTPS</u>：强制所有请求通过HTTPS传输，利用SSL/TLS加密协议保护Token安全。
短期Token有效期：设置Token的过期时间（如1小时），到期后需重新认证，降低Token被盗用的风险。
存储优化：移动端可使用更安全的存储方式（如iOS的Keychain、Android的Keystore），浏览器端避免将敏感信息存入localStorage。

注解：<u>HTTPS</u>通过SSL/TLS加密协议保护Token的核心原理是加密传输和身份验证，具体如下：

建立安全连接
握手阶段：客户端与服务器通过SSL/TLS协议进行“握手”，协商加密算法（如AES、RSA）和会话密钥。此过程中，服务器会发送证书（含公钥），客户端验证证书有效性，确保连接到合法服务器。

加密Token传输
对称加密：握手完成后，双方使用协商好的会话密钥对HTTP请求/响应进行加密。Token作为请求头的一部分（如Authorization字段），会被加密后传输，即使数据被拦截，攻击者也无法获取Token明文。

身份验证与完整性保护
数字签名：服务器证书包含数字签名，客户端可通过CA机构验证其真实性，防止中间人伪造服务器身份窃取Token。同时，TLS协议通过哈希算法（如SHA-256）确保数据完整性，若Token在传输中被篡改，客户端可检测到并拒绝接收。

会话管理
SSL/TLS会话机制：通过会话ID和加密上下文，确保Token仅在安全会话中有效。一旦会话结束，Token的传输安全性将依赖于客户端的存储保护，因此建议结合短期Token有效期和安全存储方式（如Keychain、Keystore）进一步增强安全性。
简单来说，SSL/TLS为Token传输构建了“加密隧道”，从传输安全、身份验证到数据完整性全方位保护，降低Token泄露风险。

MongoDB

Tue, 31 Mar 2026 18:21:58 +0800

# MongoDB

# 1.简介

MongoDB是一种高性能、开源的，面向文档的NoSQL数据库，使用JSON风格的文档存储数据。以其灵活的数据模型和强大的扩展性而闻名。与传统的关系型数据库（如MySQL）不同，MongoDB使用文档存储数据，更适合处理非结构化或半结构化的数据。它支持动态模式，允许不同文档具有不同的字段结构。MongoDB的设计目标是提供高性能、高可用性和易于扩展的数据库解决方案。

# 特点：

灵活的文档模型：数据以文档形式存储，支持嵌套结构，适合复杂数据类型。
高性能：支持内存中的数据存储，提供高性能的读写操作。
水平扩展：通过分片（Sharding）支持水平扩展，适合大规模数据集。
丰富的查询语言：支持复杂的查询操作，包括聚合、索引和全文搜索。
跨平台：支持Linux、Windows和macOS等多种操作系统。

Nginx

Tue, 31 Mar 2026 18:21:58 +0800

# Nginx

# 1.介绍：

Nginx是十分轻量级的HTTP服务器。Nginx，它的发音为“engine X”，是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，同时也是一个IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。

Web服务器：它的本职工作是将你电脑上的网页文件（HTML， CSS，图片）发送给用户的浏览器。

反向代理服务器：这是它更强大、更常用的角色。它接收客户端的请求，然后代表客户端去向后端的多个服务器索取资源，最后将整合好的结果返回给客户端。客户端并不知道后端的具体情况。

邮件代理服务器：它也能处理邮件相关的协议。

# 核心优势：

# 1. 高性能、高并发

传统服务器的"一人一岗"模型：像Apache的旧模式，每个用户连接都会创建一个新的操作系统进程或线程。当连接数达到几千时，服务器就会因为进程/线程的创建和切换开销而变得非常缓慢。

Nginx的"事件驱动"异步模型：Nginx使用一个（或少数几个）主进程来管理多个工作进程。每个工作进程都是"事件驱动"的，能够同时处理数千个连接。它不会为一个连接等待，而是当某个连接有"事件"（比如数据可读了）时才去处理它。这就像餐厅经理同时监听很多张桌子的呼叫铃，而不是一直站在一张桌子前等待。

结果：Nginx可以用很少的系统资源（CPU和内存）处理海量的并发连接。这是它能成为当今互联网顶流的核心原因。

# 2. 反向代理与负载均衡

这是Nginx最常用的场景之一。

负载均衡：当你的网站流量很大时，一台服务器肯定不够。你会有多台应用服务器。Nginx可以站在它们前面，像交通警察一样，把用户的请求按照一定策略（轮询、权重、最少连接等）分发给这些服务器，防止任何一台服务器过载。

nginx

# 示例配置：定义一个名为 "myapp" 的后端服务器组
upstream myapp {
    server 192.168.1.10:8080 weight=3; # 这台机器性能好，给它3个权重
    server 192.168.1.11:8080;          # 这台性能一般，默认权重1
}

server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://myapp; # 将所有请求转发给 myapp 组
    }
}

# 3. 静态内容服务 - 快如闪电

Nginx处理静态文件（图片、CSS、JavaScript、HTML）的能力极强。通常，我们会让Nginx直接处理这些请求，而将动态请求（需要程序处理的）转发给后端的应用服务器（如Tomcat, Django, Node.js）。这种"动静分离"的策略极大地提升了网站的整体性能。

# 4. SSL/TLS终端

当你的网站使用HTTPS时，需要进行加密和解密操作，这很消耗CPU。Nginx可以承担这个工作，它负责与客户端完成SSL握手和解密，然后将明文的请求转发给后端服务器。这样后端服务器就不用操心加密的事了，可以专注于业务逻辑。

# 5. 缓存

Nginx可以缓存从后端应用服务器返回的响应。如果下一个用户请求相同的资源，Nginx可以直接从缓存里返回，而不用再去麻烦后端服务器。这极大地减少了响应时间和后端压力。

# 6. 高可靠性和稳定性

Nginx以稳定著称，可以7x24小时不间断运行。即使后端某个应用服务器宕机了，Nginx也能检测到并将其从负载均衡组中移除，保证大部分用户不受影响。

# 一个典型的工作流程（从输入网址到看到网页）

假设你访问 https://www.example.com/shop/product/123

你的浏览器向 www.example.com 的443端口（HTTPS）发起请求。
请求到达托管 example.com 的服务器，Nginx正在监听443端口。
Nginx接收到请求，首先完成SSL握手。
Nginx查看请求的路径 /shop/product/123。

根据预设的规则（location 指令），Nginx判断这是一个动态请求，需要由后端的Java应用处理。

nginx

server {
    listen 443 ssl;
    server_name www.example.com;
    # ... SSL配置 ...

    location /static/ { # 静态文件直接由Nginx处理
        root /var/www/html;
    }

    location /shop/ { # 动态请求转发给后端
        proxy_pass http://backend_java_app;
    }
}

Nginx将请求转发给 backend_java_app 定义的一组Java应用服务器中的一台。
Java服务器处理请求，从数据库查出产品123的信息，生成HTML页面，返回给Nginx。
Nginx将这个响应返回给你的浏览器。
浏览器解析HTML，发现里面还有CSS和图片链接（如 /static/css/style.css），于是又向同一个Nginx发起新的请求。
这次，Nginx看到是 /static/ 路径，直接从服务器的硬盘上读取 style.css 文件，并以极快的速度发送给浏览器。

# Nginx vs. Apache（另一个著名的Web服务器）

这是一个经典的对比，能帮你更好地理解Nginx的定位：

特性	Nginx	Apache
架构模型	事件驱动，异步非阻塞	进程/线程驱动（传统模式），一个连接一个进程
资源消耗	低，尤其在高并发下	高，并发连接数增多时资源消耗剧增
静态内容	性能极高	性能很好
动态内容	通常需要转发给后端处理器（如PHP-FPM）	可以通过模块（如mod_php）在内部直接处理
配置语法	简洁、直观	更灵活、功能强大，但也更复杂
主要用途	反向代理、负载均衡、静态服务	传统的全能Web服务器，特别适合共享主机

简单总结：Nginx更擅长处理高并发连接和充当"交通指挥"，而Apache传统上更擅长在单个服务器内深度处理动态请求。现代架构中，它们常常协同工作：Nginx在前端做反向代理和静态处理，Apache在后端处理动态内容。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索

计算机网络基础笔记：局域网、TCP/IP、HTTPS 与路由原理

# 一、从家庭网络理解局域网与互联网

# 1.1 LAN、WAN 和互联网

# 1.2 交换机、路由器与无线 AP

# 二、IP、MAC、子网和默认网关

# 2.1 IP 地址与 MAC 地址的分工

# 容易弄错：MAC 的长度与能否修改

# 2.2 子网掩码

# 2.3 默认网关

# 三、DHCP 与 ARP

# 3.1 DHCP：自动获取网络参数

# 3.2 ARP：已知 IPv4，获取本地下一跳 MAC

# 3.3 ARP 欺骗为什么麻烦

# 四、交换机 MAC 表、ARP 表与路由表

# 五、TCP/IP 与 OSI 网络分层

# 5.1 封装与解封装

# 六、TCP 与 UDP

# 6.1 TCP：面向连接的可靠字节流

# 6.2 UDP：无连接的数据报

# 6.3 滑动窗口、流量控制与拥塞控制

# 七、IP 数据包、TTL、MTU 和 IPv6

# 7.1 IPv4 数据包

# 7.2 TTL：防止无限路由环路

# 7.3 MTU 与分片

# 7.4 IPv4 与 IPv6

# 八、ICMP、ping 与 tracert

# 8.1 8.8.8.8 为什么可以 ping 通

# 九、DNS 与 NAT

# 9.1 DNS：域名解析

# 9.2 NAT：地址转换

# 十、HTTP、HTTPS、Cookie、Session 与 Token

# 10.1 HTTP：请求与响应

# 10.2 HTTPS：用 TLS 保护 HTTP

# 10.3 HTTP 无状态与会话维持

# 十一、VLAN、Trunk 与 STP

# 11.1 VLAN：划分二层广播域

# 11.2 Access 和 Trunk

# 11.3 STP：避免二层交换环路

# 十二、静态路由、动态路由、OSPF 与 BGP

# 12.1 路由表与路由协议

# 12.2 静态路由与动态路由

# 12.3 OSPF：自治系统内部的链路状态路由

# 12.4 BGP：自治系统之间的路由策略

# 十三、一次 HTTPS 访问如何串起全部知识

# 十四、Windows 网络命令备忘

# 十五、易混点速查

# 十六、总结与后续练习

Servlet 学习笔记

# Servlet（Server Applet）：

# Servlet 工作模式：

# Servlet Api：

# Servlet 工作原理：

JWT令牌

# JWT令牌

# 1.简述

# 2.JWT特点

# 3.使用流程

MongoDB

# MongoDB

# 1.简介

# 特点：

Nginx

# Nginx

# 1.介绍：

# 核心优势：

# 1. **高性能、高并发 **

# 2. 反向代理与负载均衡

# 3. 静态内容服务 - 快如闪电

# 4. SSL/TLS终端

# 5. 缓存

# 6. 高可靠性和稳定性

# 一个典型的工作流程（从输入网址到看到网页）

# Nginx vs. Apache（另一个著名的Web服务器）

# 1. 高性能、高并发