java技巧-传输协议.doc

传输协议
TCP/IP
三次握手,建立连接
四次挥手,断开连接
层次结构
TCP/IP
OSI
应用层
应用层
表示层
会话层
主机到主机层（TCP）（又称传输层）
传输层
网络层（IP）(又称互联层)
网络层
网络接口层（又称链路层）
数据链路层
物理层
TCP三次握手
所谓三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。
三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立TCP连接,并同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP 窗口大小信息.在socket编程中，客户端执行connect()时。将触发三次握手。

· 第一次握手:
客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

· 第二次握手:
服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时，将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的I S N加1以.即X+1。

· 第三次握手.
客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来ACK的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写ISN的+1

SYN攻击
在三次握手过程中，服务器发送SYN-ACK之后，收到客户端的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-open connect).此时服务器处于Syn_RECV状态.当收到ACK后，服务器转入ESTABLISHED状态.
Syn攻击就是 攻击客户端 在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向服务器不断地发送syn包，服务器回复确认包，并等待客户的确认，由于源地址是不存在的，服务器需要不断的重发直 至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，正常的SYN请求被丢弃，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。
Syn攻击是一个典型的DDOS攻击。检测SYN攻击非常的方便，当你在服务器上看到大量的半连接状态时，特别是源IP地址是随机的，基本上可以断定这是一次SYN攻击.在Linux下可以如下命令检测是否被Syn攻击
netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV
一般较新的TCP/IP协议栈都对这一过程进行修正来防范Syn攻击，修改tcp协议实现。主要方法有SynAttackProtect保护机制、SYN cookies技术、增加最大半连接和缩短超时时间等.
但是不能完全防范syn攻击。
TCP 四次挥手
TCP的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，在socket编程中，任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。

参见wireshark抓包，实测的抓包结果并没有严格按挥手时序。我估计是时间间隔太短造成。

UDP
TCP/IP与UDP区别
TCP/IP协议时面向连接,UDP面向非连接

TCP/IP编程
ServerSocket,Socket

Http详解
HTTP协议详解之请求篇
http请求由三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文
1、请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本，格式如下：Method Request-URI HTTP-Version CRLF
其中 Method表示请求方法；Request-URI是一个统一资源标识符；HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本；CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF外，不允许出现单独的CR或LF字符）。
请求方法（所有方法全为大写）有多种，各个方法的解释如下：
GET 请求获取Request-URI所标识的资源
POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据
HEAD 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头
PUT 请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识
DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源
TRACE 请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断
CONNECT 保留将来使用
OPTIONS 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求
应用举例：
GET方法：在浏览器的地址栏中输入网址的方式访问网页时，浏览器采用GET方法向服务器获取资源，eg:GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)
POST方法要求被请求服务器接受附在请求后面的数据，常用于提交表单。
eg：POST /reg.jsp HTTP/ (CRLF)
Accept:image/gif,image/x-xbit (CRLF)
...
HOST: (CRLF)
Content-Length:22 (CRLF)
Connection:Keep-Alive (CRLF)
Cache-Control:no-cache (CRLF)
(CRLF) //该CRLF表示消息报头已经结束，在此之前为消息报头
user=jeffrey&pwd=1234 //此行以下为提交的数据
HEAD方法与GET方法几乎是一样的，对于HEAD请求的回应部分来 说，它的HTTP头部中包含的信息与通过GET请求所得到的信息是相同的。利用这个方法，不必传输整个资源内容，就可以得到Request-URI所标识 的资源的信息。该方法常用于测试超链接的有效性，是否可以访问，以及最近是否更新。
2、请求报头后述
3、请求正文(略)

HTTP详解之响应篇
在接收和解释请求消息后，服务器返回一个HTTP响应消息。
HTTP响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头、响应正文
1、状态行格式如下：
HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本；Status-Code表示服务器发回的响应状态代码；Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。
状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值：
1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理
2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受
3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作
4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现
5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求
常见状态代码、状态描述、说明：
200 OK //客户端请求成功
400 Bad Request //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
401 Unauthorized //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
403 Forbidden //服务器收到请求，但是拒绝提供服务
404 Not Found //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL
500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常
eg：HTTP/1.1 200 OK （CRLF）
2、响应报头后述
3、响应正文就是服务器返回的资源的内容

HTTP详解之消息报头篇
HTTP消息由客户端到服务器的请求和服务器到客户端的响应组成。请求消息和响应消息都是由开始行对于请求消息，开始行就是请求行，对于响应消息，开始行就是状态行），消息报头（可选），空行（只有CRLF的行），消息正文（可选）组成。
HTTP消息报头包括普通报头、请求报头、响应报头、实体报头。
每一个报头域都是由名字+“：”+空格+值 组成，消息报头域的名字是大小写无关的。
1、普通报头
在普通报头中，有少数报头域用于所有的请求和响应消息，但并不用于被传输的实体，只用于传输的消息。
eg：
Cache-Control 用于指定缓存指令，缓存指令是单向的（响应中出现的缓存指令在请求中未必会出现），且是独立的（一个消息的缓存指令不会影响另一个消息处理的缓存机制），HTTP1.0使用的类似的报头域为Pragma。
请求时的缓存指令包括：no-cache（用于指示请求或响应消息不能缓存）、no-store、max-age、max-stale、min-fresh、only-if-cached;
响应时的缓存指令包括：public、private、no-cache、no-store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age、s-maxage.
eg：为了指示IE浏览器（客户端）不要缓存页面，服务器端的JSP程序可以编写如下：response.sehHeader("Cache-Control","no-cache");
//response.setHeader("Pragma","no-cache");作用相当于上述代码，通常两者//合用
这句代码将在发送的响应消息中设置普通报头域：Cache-Control:no-cache

Date普通报头域表示消息产生的日期和时间
Connection普通报头域允许发送指定连接的选项。例如指定连接是连续，或者指定“close”选项，通知服务器，在响应完成后，关闭连接
2、请求报头

请求报头举例：
GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)
Accept:image/gif,image/x-xbitmap,image/jpeg,application/x-shockwave-flash,application/vnd.ms-excel,application/vnd.ms-powerpoint,application/msword,*/* (CRLF)
Accept-Language:zh-cn (CRLF)
Accept-Encoding:gzip,deflate (CRLF)
If-Modified-Since:Wed,05 Jan 2007 11:21:25 GMT (CRLF)
If-None-Match:W/"80b1a4c018f3c41:8317" (CRLF)
User-Agent:Mozilla/4.0(compatible;MSIE6.0;Windows NT 5.0) (CRLF)
Host: (CRLF)
Connection:Keep-Alive (CRLF)
(CRLF)
3、响应报头
响应报头允许服务器传递不能放在状态行中的附加响应信息，以及关于服务器的信息和对Request-URI所标识的资源进行下一步访问的信息。
常用的响应报头
Location
Location响应报头域用于重定向接受者到一个新的位置。Location响应报头域常用在更换域名的时候。
Server
Server响应报头域包含了服务器用来处理请求的软件信息。与User-Agent请求报头域是相对应的。下面是
Server响应报头域的一个例子：
Server：Apache-Coyote/1.1

4、实体报头
请求和响应消息都可以传送一个实体。一个实体由实体报头域和实体正文组成，但并不是说实体报头域和实体正文要在一起发送，可以只发送实体报头域。实体报头定义了关于实体正文（eg：有无实体正文）和请求所标识的资源的元信息。
常用的实体报头
Content-Encoding
Content-Encoding实体报头域被用作媒体类型的修饰符，它的值指示了已经被应用到实体正文的附加内容的编码，因而要获得Content- Type报头域中所引用的媒体类型，必须采用相应的解码机制。Content-Encoding这样用于记录文档的压缩方法，eg：Content- Encoding：gzip
Content-Language
Content-Language实体报头域描述了资源所用的自然语言。没有设置该域则认为实体内容将提供给所有的语言阅读
者。eg：Content-Language:da
Content-Length
Content-Length实体报头域用于指明实体正文的长度，以字节方式存储的十进制数字来表示。
Content-Type
Content-Type实体报头域用语指明发送给接收者的实体正文的媒体类型。eg：
Content-Type:text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Type:text/html;charset=GB2312
Last-Modified
Last-Modified实体报头域用于指示资源的最后修改日期和时间。
Expires
Expires实体报头域给出响应过期的日期和时间。为了让代理服务器或浏览器在一段时间以后更新缓存中(再次访问曾访问过的页面时，直接从缓存中加载， 缩短响应时间和降低服务器负载)的页面，我们可以使用Expires实体报头域指定页面过期的时间。eg：Expires：Thu，15 Sep 2006 16:23:12 GMT
HTTP1.1的客户端和缓存必须将其他非法的日期格式（包括0）看作已经过期。eg：为了让浏览器不要缓存页面，我们也可以利用Expires实体报头域，设置为0，jsp中程序如下：response.setDateHeader("Expires","0");
利用telnet观察http协议的通讯过程
实验目的及原理：
利用MS的telnet工具，通过手动输入http请求信息的方式，向服务器发出请求，服务器接收、解释和接受请求后，会返回一个响应，该响应会在telnet窗口上显示出来，从而从感性上加深对http协议的通讯过程的认识。
实验步骤：
1、打开telnet
1.1 打开telnet
运行-->cmd-->telnet
1.2 打开telnet回显功能
set localecho
2、连接服务器并发送请求
2.1 open 80 //注意端口号不能省略
HEAD /index.asp HTTP/1.0
Host:

/*我们可以变换请求方法,请求桂林电子主页内容,输入消息如下*/
open 80

GET /index.asp HTTP/1.0 //请求资源的内容
Host:
2.2 open 80 //在命令提示符号下直接输入telnet 80
HEAD /index.asp HTTP/1.0
Host:
3 实验结果：
3.1 请求信息2.1得到的响应是:
HTTP/1.1 200 OK //请求成功
Server: Microsoft-IIS/5.0 //web服务器
Date: Thu,08 Mar 200707:17:51 GMT
Connection: Keep-Alive
Content-Length: 23330
Content-Type: text/html
Expries: Thu,08 Mar 2007 07:16:51 GMT
Set-Cookie: ASPSESSIONIDQAQBQQQB=BEJCDGKADEDJKLKKAJEOIMMH; path=/
Cache-control: private
//资源内容省略
3.2 请求信息2.2得到的响应是:
HTTP/1.0 404 Not Found //请求失败
Date: Thu, 08 Mar 2007 07:50:50 GMT
Server: Apache/2.0.54
Last-Modified: Thu, 30 Nov 2006 11:35:41 GMT
ETag: "6277a-415-e7c76980"
Accept-Ranges: bytes
X-Powered-By: mod_xlayout_jh/0.0.1vhs.markII.remix
Vary: Accept-Encoding
Content-Type: text/html
X-Cache: MISS from zjm152-
Via: 1.0 zjm152-:80
X-Cache: MISS from th-
Connection: close
HttpClient
核心类描述
*
* 请求设置请求数据
* HttpPost(HttpGet).setEntity(HttpEntity entity);
* 客户端执行请求
* HttpResponse resp = HttpClient.execute(HttpPost|HttpGet)
* 响应
* HttpResponse
* 响应数据
* HttpResponse.getEntity();
* 中文乱码
* 请求数据的编码:
* UrlEncodedFormEntity reqEntity = new UrlEncodedFormEntity
* (formparams,"UTF-8");
* Charset utf8 = Charset.forName("UTF-8");
* StringBody sb = new StringBody("简单表单数据值1", utf8);
* 响应数据的编码:
* String respString = EntityUtils.toString(resEntity, "UTF-8");
* 使用连接池
* 编写连接池类
* HttpClientPool,
* 客户端使用的时候代码:
* HttpClient httpclient = HttpClientPool.
* getInstance().getHttpClient();
* 保持会话
* 比如tomcat的session使用cookie实现
* 首先,客户端项服务器发送登录请求,
* 登录成功,服务端向客户端写一个cookie,里面存放jsessionid
* 以后,客户端每次请求服务端的时候,
* 在请求的消息头中将jsessionid放在cookie中带过去,
* //定义存放sessionid的threadlocal
* private ThreadLocal jsessionid=new ThreadLocal();
* //登录,得到响应的头信息中的cookie(jsessionid)
* Header h = response.getFirstHeader("Set-Cookie");
* if(h!=null){
* System.out.println("h-->"+h.getName()+":"+h.getValue());
* String cookie = h.getValue();
* //放在threadlocal中,供后面的逻辑代码使用
* jsessionid.set(cookie.substring(0,cookie.indexOf(";")));
* }
* //登录以后,
* String cookie = jsessionid.get(); //拿到threadlocal中的cookie值
* httppost.setHeader("cookie", cookie);//设置请求头中的cookie
*
* 1.jar
httpcore-4.1.jar
httpmime-4.1.jar (上传文件需要)

发送请求
// 测试发送请求
@Test
public void login() {
String url = "http://localhost:8080" + "/course-ssh2-anno-demo"
+ "/httpClient/login.action";
// 得到客户端HttpClient
HttpClient httpclient = new DefaultHttpClient();
// 得到请求HttpPost
HttpPost httppost = new HttpPost(url);

try {
// 定义表单数据
List formparams = new ArrayList();
formparams.add(new BasicNameValuePair("username", "aaa"));
formparams.add(new BasicNameValuePair("password", "aaa"));
// 定义请求数据
UrlEncodedFormEntity uefEntity = new UrlEncodedFormEntity(
formparams, "UTF-8");
// 请求设置请求数据
httppost.setEntity(uefEntity);
System.out.println("executing request " + httppost.getURI());
// 客户端执行请求,得到响应HttpResponse
HttpResponse response = httpclient.execute(httppost);
// 得到响应的消息体(响应数据)
HttpEntity entity = response.getEntity();
if (entity != null) {
System.out.println("--------------------------------------");
System.out.println("Response content: "
+ EntityUtils.toString(entity, "UTF-8"));
System.out.println("--------------------------------------");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 关闭连接,释放资源
httpclient.getConnectionManager().shutdown();
}
}

发送附件
// 测试上传文件
@Test
public void uploadFile() {
HttpClient httpclient = null;
try {
//定义客户端
httpclient = new DefaultHttpClient();
//定义请求
HttpPost httppost = new HttpPost("http://localhost:8080"
+ "/course-ssh2-anno-demo"
+ "/httpClient/uploadFile.action");

//定义Multipart类型的消息体(请求数据)
MultipartEntity reqEntity = new MultipartEntity();

String path = getExcelPath("member.xlsx");
//定义文件数据
FileBody bin = new FileBody(new File(path));
//Multipart类型的消息体添加文件数据
reqEntity.addPart("upload", bin);// upload为请求后台的File upload属性

//Multipart类型的消息体添加普通表单域数据
// 设置传输的参数编码为UTF-8,解决中文乱码问题
Charset utf8 = Charset.forName("UTF-8");
reqEntity.addPart("param1", new StringBody("简单表单数据值1", utf8));
reqEntity.addPart("param2", new StringBody("简单表单数据值2", utf8));

//请求设置消息体(请求数据)
httppost.setEntity(reqEntity);
//客户端执行请求,得到响应
HttpResponse response = httpclient.execute(httppost);

int statusCode = response.getStatusLine().getStatusCode();
if (statusCode == org.apache.http.HttpStatus.SC_OK) {
HttpEntity resEntity = response.getEntity();
// httpclient自带的工具类读取返回数据
// 设置编码为UTF-8,解决中文乱码问题
String respString = EntityUtils.toString(resEntity, "UTF-8");
System.out.println(respString);
EntityUtils.consume(resEntity);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();

} finally {
try {
httpclient.getConnectionManager().shutdown();//释放连接
} catch (Exception ignore) {
}
}
}

httpclient连接池
定义连接池
public class HttpClientPool {

private HttpParams httpParams;
private ClientConnectionManager connectionManager;

private static HttpClientPool inst = new HttpClientPool();

/**
* 最大连接数
*/
public final static int MAX_TOTAL_CONNECTIONS = 100;
/**
* 获取连接的最大等待时间
*/
public final static int WAIT_TIMEOUT = 60 * 1000;
/**
* 每个路由最大连接数
*/
public final static int MAX_ROUTE_CONNECTIONS = MAX_TOTAL_CONNECTIONS/2;
/**
* 连接超时时间
*/
public final static int CONNECT_TIMEOUT = 30 * 1000;
/**
* 读取超时时间
*/
public final static int READ_TIMEOUT = 30 * 1000;

public static HttpClientPool getInstance() {
return inst;
}

private HttpClientPool) {
this.httpParams = new BasicHttpParams();
// 设置最大连接数
ConnManagerParams.setMaxTotalConnections(httpParams,
MAX_TOTAL_CONNECTIONS);
// 设置获取连接的最大等待时间
ConnManagerParams.setTimeout(httpParams, WAIT_TIMEOUT);
// 设置每个路由最大连接数
ConnPerRouteBean connPerRoute = new ConnPerRouteBean
MAX_ROUTE_CONNECTIONS);
ConnManagerParams.setMaxConnectionsPerRoute(httpParams, connPerRoute);
// 设置连接超时时间
HttpConnectionParams.setConnectionTimeout(httpParams, CONNECT_TIMEOUT);
// 设置读取超时时间
HttpConnectionParams.setSoTimeout(httpParams, READ_TIMEOUT);

SchemeRegistry registry = new SchemeRegistry();
registry.register(new Scheme("http", PlainSocketFactory
.getSocketFactory(), 8080));
// registry.register(new Scheme("http", PlainSocketFactory
// .getSocketFactory(), 8080));
registry.register(new Scheme("https", SSLSocketFactory
.getSocketFactory(), 443));

this.connectionManager = new ThreadSafeClientConnManager(httpParams,
registry);
}

/**
* 从连接池得到连接
* @return
*/
public HttpClient getHttpClient() {
return new DefaultHttpClient(this.connectionManager, this.httpParams);
}

private HttpClientPool(HttpParams httpParams,
ClientConnectionManager connectionManager) {
super();
this.httpParams = httpParams;
this.connectionManager = connectionManager;
}

}

使用连接池
HttpClient httpclient = HttpClientPool.getInstance().getHttpClient();
模拟浏览器模式
httpclient.getParams().setParameter(ClientPNames.COOKIE_POLICY,
CookiePolicy.BROWSER_COMPATIBILITY);

保持会话

@Test
public void keepSession() {
// 首先登录
String url = "http://localhost:8080" + "/course-ssh2-anno-demo"
+ "/httpClient/login.action";
String cookieJsessionId = sendLoginRequest(url);

// 然后访问(需要登录之后才能访问的)资源
sendRequestAfterLogin(cookieJsessionId);
}

// 发送登录的请求
private String sendLoginRequest(String url) {
String cookieJsessionId = null;
HttpClient httpclient = HttpClientPool.getInstance().getHttpClient();
HttpPost httppost = new HttpPost(url);
List formparams = new ArrayList();
formparams.add(new BasicNameValuePair("username", "aaa"));
formparams.add(new BasicNameValuePai