Coursera-Note: Internet History, Technology and Secure （1st week to 9th week)

時間 2019-11-13

標籤 coursera note internet history technology secure 1st week 9th 简体版

原文原文鏈接

目錄java

Coursera-Note: Internet History, Technology and Secure

Coursera-Note: Internet History, Technology and Secure

第一週

極其冗長的計算機起源：
用於軍事解密->創造了計算機->發展到超級計算機web

第二週

數據交換：

從私人專線（銅線，私人租賃，成本隨距離變化而變化，造價極高）->
到專門創建一條公用數據線並應用數據的存儲和轉發技術（store and foward networking）

Packet switching技術：

結合網關（gateway）和路由（router）
- 路由：一種只能轉發不能存儲的電腦
包（packet）：帶有包大小、序號、源地址和目的地址的標籤。數據被拆分紅各類包，經過不一樣路徑並最後到達目的電腦中，從新組合
主要技術疑難：鏈路路徑循環（loop）或者堵塞問題

第三週

解釋了WWW萬維網的造成和物理實驗室的關係：
- 一、創建一個集中性數據庫存儲300000份左右的物理資料；
- 二、使用網絡和連接，以鏈接到所須要的電腦讀取文件，從而實現文件共享；
- 三、任何人能夠訪問、建立、編輯
安裝了網絡服務器（web server），結合database和網絡，以方便查詢（query）（也無心中發明了第一個網絡搜索引擎）
早期web瀏覽器：難以工做、安裝、下載、編譯等等->對www的開源和公開，並創建第一個有意義的網絡瀏覽器（web browser）：Mosaic瀏覽器

創造http

將文檔中的超連接組合在一塊兒，做爲用戶界面導航和檢索文檔->將來可能會對那些試圖以分佈式方式管理文檔的人很是有用
應用於X windows box上->93-94能夠應用於多個平臺包括windows、Unix、mac
微軟對於瀏覽器的大量開發->加強了驅動標準和功能的多樣性

第四周

JS和mozilla、firefox的起源

Netscape與microsoft進行競爭-> 決定開源->重造核心技術
通過艱苦長時間的重建工做、netscape的失敗產品，發佈mozilla
發明搜索框（web search box）
與谷歌等搜索引擎合做，插入廣告的搜索+點擊收入模式

JS的發明:

與java毫無關係。。
可塑性可拓展需求、多範式編程模式、onclick、一等函數及原型繼承
易學、易操做
加入一些有別於java、oop的功能，以防止太像java（？）：closure模式等
被後來人標準化而且多樣化

Microsoft將免費將瀏覽器和操做系統捆綁->致使netscape的閉源策略被削弱

World Wide Web Consortium

對互聯網進行標準的高質量制定、保護互聯網安全，防止互聯網私有化算法

Jeff bezos:amazon創始人之一

- 完美利用了互聯網的技術便利和網絡使用量的迅速增加等優點，用書本的在線銷售啓動了他的商業計劃
- 這是一次面向使用者的真正的創新商務模式，完美Capture the attention，獲得了足夠好的用戶口碑和宣傳力度（不須要廣告）->電子商務的興起

1990s:網絡帶來了經濟增加以及過分投入的建設資金數據庫

第五週 the link layer

簡化中間的數據包hop過程：分層網絡模型（不止一個）
- 四層的TCP/IP：互聯網協議套件模型internet protocol suite model
- 七層的OSI網絡模型：又稱open system interconnection model

分層模型——鏈路層

只負責數據的傳輸便可（如何共享？如何傳輸？不用管）
確認目的地：物理地址（mac address，一串生產序列號【series number】）和網絡地址（IP address）

鏈路層

Carrier-sense multiple access with collision detection (具備衝突檢測的載波感知多路訪問技術)
Packet Encoding
One Hub to plug/tap into is easy and enough, linked to internet

Ethernet

Ethernet起源：第一個本地計算機網絡
- 受到啓發：無線共享分佈式網絡，應用隨機從新傳輸機制進行衝突檢測
- 當許多終端在傳輸過程當中發生碰撞時，這些終端就會在將來的某個隨機時間從新傳輸數據。這樣一來，若是它們在這裏重疊它們之後就不會再重疊了，由於它們會選擇不一樣的隨機數來進行計數。這就是隨機傳輸，多重訪問。
- 對數據包進行曼切斯特編碼, 並使用移位計數器收集數據包->在340納秒內感知判斷是否有數據包即將同時傳遞->載波感知（carrier sense）（與阿帕網的第一個區別）
- 曼切斯特編碼的On/off特徵（簡單的編碼調製方案）->判斷是否即將和其餘數據包發生collision（第二個feather）
- 擁有兩個地址（The address of the destination and the address of the source. And each of these would be 8 bits），並添加循環冗餘校驗碼（cyclic redundancy checksum）（硬件實現）->判斷數據包是否損壞
- Rat’s nest problem——須要每臺電腦有一條線實現互連
- 使用加工（打孔）後的同軸電纜（coax）->可實現 24小時任意時刻接入網絡和僅須要一條主線便可
  
  以太網網速：2.94MG開始逐漸到10G爲主流

IP

IP：Internet Protocol
- 一大特徵：當數據傳輸有誤，能夠丟棄數據包
- IP地址僅僅與所在地的鏈接點有關
- IP分爲兩個部分（16位）：前六位network number，後六位computer number within network
- 因爲處於相同區域的電腦network-number相同，當數據包發送時，優先考慮network-number，大大優化中間的傳輸過程
- IP core：對於數據最短的正確傳輸路徑選擇、 router對於鄰接router的感知和network對於錯誤傳輸路徑的糾正
- Router tables:每一個router記錄到達其餘router的最佳出站路由，動態更新，一種索引

DHCP：dynamic host configuraton protocol

動態主機配置協議：被其餘計算機賦予一個真實的臨時地址，可是沒法真實運行於互聯網網絡中，僅僅適用於本地網絡，192.168.xxx.xxx等，屬於不可路由的網址。
Home router：擁有一個獨特的可路由IP地址，接入時會取走本地電腦真實IP地址並賦予一個新的不可路由本地地址。在家庭網絡中創建的每一個鏈接映射遠程地址。（network address translation，NAT技術）（在基站內轉換）
在同一個wifi做用範圍內，接入電腦皆使用被賦予的本地地址，進而轉換成真實的接入電腦地址

route path

Time to live（TTL）：控制數據包的hop次數（缺省爲255），每hop一次相應減一，到0時被自動丟棄（大機率進入循環或者進入到錯誤路徑或者數據包發生異常）
使用一種名爲「traceroute」的技術來跟蹤數據包。

第六週 transport layer

TSP層

解決擁有IP的link layer，在傳輸過程當中底層網絡速度的控制、傳輸數據可靠性以及對於數據包異常的解決（補償被丟棄等的錯誤，使數據包被充分利用）
數據包的長期和短時間存儲：在外部計算機中長期存儲，內部計算機在中間傳輸過程臨時存儲。
流程：
- Res存儲數據，拆分爲包，保存副本！（copy），併發送，並接收反饋
- 情況一：->desti獲得確認（acknowledged）->res丟棄已確認的數據包
- 情況二：->desti未獲得確認->res繼續發送直至確認->繼續丟棄
Van Jacobson：invent "slow start algorithm"（float control）
- 問題起源:56KB的電纜和10MB的校園網混用致使超載（帶寬bandwidth的變化）
- 當數據包在bandwidth上被壓縮，時間線上就會spread out，並等待經過，而且不存在操做使其重組
- ACK：確認字符（acknowledgement character）
  - ->返回ACK數據包，告知sender 所須要經過bottleneck所需的空間
  - ->按照正確的時間間隔發送數據包，以保證數據包安全經過bottleneck（slow）
- 問題所在：ACKclock機制的不肯定啓動（忽然打開容易進入重複傳輸失敗模式），網關Buffer忽然飽和以致於一直丟包
- 解決方案：慢啓動，用足夠時間控制，使backlog保持在buffer的可用範圍內，繼而得到全部包的ack clock
- TCP內核模塊：環形緩衝區，從內核讀取(read the kernel memory)並pull the buffer out(?)[驅動、I/O控件]
- 對於Core dump：修正，研究了算法進行微調
- 植入TCP/IP協議中（implementation）

DNS(domain name system)

- Domain name讓用戶更容易記住（user-friendly），而IP更適用於Internet(network-friendly)【都是從不具體到具體，DN更像是組織名稱，IP更依賴地理位置】
- Router中將domain name 轉換爲 IP（映射）
- DNS是一個分佈式數據庫，緩存很快
- IP從左往右讀取；domain name從右往左讀取

- DN：從右到左都是被擁有層級結構關係，最右邊是最大的權威組織受權的頂級主域名（top），而後擁有者能夠開設子域名（能夠本身擁有也能夠受權賣給其餘組織）編程

總結

都是一串串數據流的交互
IP負責實際移動，TCP負責移動的可靠性

第七週 application layer

review

Client-server machanism:two applications
Client->make a request->server->make a response back

應用層

端口和協議的重要性
- 端口：容許一個IP、一個計算機、一個服務器，同時提供多種服務接口，client撥號便可鏈接到該服務。若要選擇須要的服務，還須要知道相應的通訊協議（protocol which talks to it）.
- 進一步細化與目標主機的對接：與某個指定IP下的某個應用程序對話
- 如何通訊：application protocol->包含規範化的通訊規則
  - 經常使用AP：http協議——www的主要協議之一
  - http請求/響應週期：
    - Client->點擊連接發送HTML文檔請求->生成到server的鏈接->發送HTML文檔請求->server查找並返回->回顯至顯示屏上
others thing：
- http hack：僞裝爲web server併發送正確的規範化請求命令，因爲http爲公共協議安全級別不高因此比較容易hack
- Telnet：古老的、不安全的協議

summary

One technology in the future------Content-Centric Networkingwindows

第八週 Secure——confidentiality and integrity

confidentiality and integrity：機密性和完整性瀏覽器

confidentiality, encryption and decryption
- Key —— 一些數據加上算法
- Secret key && public key
  - 用相同的密鑰（secret key）加密解密，則是對稱加密（symmetric-key）
  - 用不一樣的密鑰（secret key）加密解密，則是非對稱加密（asymmetric-key）
- 凱撒密碼：
Integrity and Signatures
- Cryptographic Hash:SHA一、SHA25六、MD5
  - 將任意長度輸入轉換成固定長度的字符串或者信息摘要（digest）
    - 好的hash function：變更其中任意一個字母，都能使整個digest變化
    - 差的hash function：對於兩個不一樣的輸入，容易獲得相同的摘要，產生衝突（在hash算法上進行完善）
- 帶有hash加密的密碼系統，可以使用hash函數計算出的digest進行判斷（不直接存儲密碼不然容易被泄露），且難以可逆。
Inntegrity
- 來自所認爲的發送方，數據保證中間過程沒有被修改
- SHA1->使用shared secret，貼到消息後面->生成新的hash->比較digest