Coursera-Note: Internet History, Technology and Secure （1st week to 9th week)
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Coursera-Note: Internet History, Technology and Secure
第一周
极其冗长的计算机起源：
用于军事解密->创造了计算机->发展到超级计算机
第二周
数据交换：
- 从私人专线（铜线，私人租赁，成本随距离变化而变化，造价极高）->
- 到专门建立一条公用数据线并应用数据的存储和转发技术（store and foward networking）
Packet switching技术：
- 结合网关（gateway）和路由（router）
- 路由：一种只能转发不能存储的电脑
- 包（packet）：带有包大小、序号、源地址和目的地址的标签。数据被拆分成各种包，通过不同路径并最后到达目的电脑中，重新组合
- 主要技术疑难：链路路径循环（loop）或者堵塞问题
第三周
- 解释了WWW万维网的形成和物理实验室的关系：
- 1、建立一个集中性数据库存储300000份左右的物理资料；
- 2、使用网络和链接，以连接到所需要的电脑读取文件，从而实现文件共享；
- 3、任何人可以访问、创建、编辑
- 安装了网络服务器（web server），结合database和网络，以方便查询（query）（也无意中发明了第一个网络搜索引擎）
- 早期web浏览器：难以工作、安装、下载、编译等等->对www的开源和公开，并建立第一个有意义的网络浏览器（web browser）：Mosaic浏览器
创造http
- 将文档中的超链接组合在一起，作为用户界面导航和检索文档->未来可能会对那些试图以分布式方式管理文档的人非常有用
- 应用于X windows box上->93-94可以应用于多个平台包括windows、Unix、mac
- 微软对于浏览器的大量开发->增强了驱动标准和功能的多样性
第四周
JS和mozilla、firefox的起源
- Netscape与microsoft进行竞争-> 决定开源->重造核心技术
- 经过艰苦长时间的重建工作、netscape的失败产品，发布mozilla
- 发明搜索框（web search box）
- 与谷歌等搜索引擎合作，插入广告的搜索+点击收入模式
JS的发明:
- 与java毫无关系。。
- 可塑性可拓展需求、多范式编程模式、onclick、一等函数及原型继承
- 易学、易操作
- 加入一些有别于java、oop的功能，以防止太像java（？）：closure模式等
- 被后来人标准化并且多样化
Microsoft将免费将浏览器和操作系统捆绑->导致netscape的闭源策略被削弱
World Wide Web Consortium
对互联网进行标准的高质量制定、保护互联网安全，防止互联网私有化
Jeff bezos:amazon创始人之一
- 完美利用了互联网的技术便利和网络使用量的迅速增长等优势，用书本的在线销售启动了他的商业计划
- 这是一次面向使用者的真正的创新商务模式，完美Capture the attention，得到了足够好的用户口碑和宣传力度（不需要广告）->电子商务的兴起
1990s:网络带来了经济增长以及过度投入的建设资金
第五周 the link layer
- 简化中间的数据包hop过程：分层网络模型（不止一个）
分层模型——链路层
- 只负责数据的传输即可（如何共享？如何传输？不用管）
- 确认目的地：物理地址（mac address，一串生产序列号【series number】）和网络地址（IP address）
链路层
- Carrier-sense multiple access with collision detection (具有冲突检测的载波感知多路访问技术)
- Packet Encoding
- One Hub to plug/tap into is easy and enough, linked to internet
Ethernet
- Ethernet起源：第一个本地计算机网络
- 受到启发：无线共享分布式网络， 应用 随机重新传输机制 进行 冲突检测
- 当许多终端在传输过程中发生碰撞时，这些终端就会在未来的某个随机时间重新传输数据。这样一来，如果它们在这里重叠它们以后就不会再重叠了，因为它们会选择不同的随机数来进行计数。这就是随机传输，多重访问。
- 对数据包进行曼切斯特编码, 并使用移位计数器收集数据包->在340纳秒内感知判断是否有数据包即将同时传递->载波感知（carrier sense）（与阿帕网的第一个区别）
- 曼切斯特编码的On/off特征（简单的编码调制方案）->判断是否即将和其他数据包发生collision（第二个feather）
- 拥有两个地址（The address of the destination and the address of the source. And each of these would be 8 bits），并添加循环冗余校验码（cyclic redundancy checksum）（硬件实现）->判断数据包是否损坏
- Rat’s nest problem——需要每台电脑有一条线实现互连
- 使用加工（打孔）后的同轴电缆（coax）->可实现 24小时任意时刻接入网络 和 仅需要一条主线即可
以太网网速：2.94MG开始逐渐到10G为主流
IP
- IP：Internet Protocol
DHCP：dynamic host configuraton protocol
- 动态主机配置协议：被其他计算机赋予一个真实的临时地址，但是无法真实运行于互联网网络中，仅仅适用于本地网络，192.168.xxx.xxx等，属于不可路由的网址。
- Home router：拥有一个独特的可路由IP地址，接入时会取走本地电脑真实IP地址并赋予一个新的不可路由本地地址。在家庭网络中建立的每个连接映射远程地址。（network address translation，NAT技术）（在基站内转换）
- 在同一个wifi作用范围内，接入电脑皆使用被赋予的本地地址，进而转换成真实的接入电脑地址
route path
- Time to live（TTL）：控制数据包的hop次数（缺省为255），每hop一次相应减一，到0时被自动丢弃（大概率进入循环或者进入到错误路径或者数据包发生异常）
- 使用一种名为“traceroute”的技术来跟踪数据包。
第六周 transport layer
TSP层
- 解决拥有IP的link layer，在传输过程中底层网络速度的控制、传输数据可靠性以及对于数据包异常的解决（补偿被丢弃等的错误，使数据包被充分利用）
- 数据包的长期和短期存储：在外部计算机中 长期存储，内部计算机在中间传输过程临时存储。
- 流程：
- Res存储数据，拆分为包，保存副本！（copy），并发送，并接收反馈
- 状况一：->desti得到确认（acknowledged）->res丢弃已确认的数据包
- 状况二：->desti未得到确认->res继续发送直至确认->继续丢弃
- Van Jacobson：invent "slow start algorithm"（float control）
- 问题起源:56KB的电缆和10MB的校园网混用导致超载（带宽bandwidth的变化）
- 当数据包在bandwidth上被压缩，时间线上就会spread out，并等待通过，并且不存在操作使其重组
- ACK：确认字符（acknowledgement character）
- ->返回ACK数据包，告知sender 所需要通过bottleneck所需的空间
- ->按照正确的时间间隔发送数据包，以保证数据包安全通过bottleneck（slow）
- 问题所在：ACKclock机制的不确定启动（突然打开容易进入重复传输失败模式），网关Buffer突然饱和以至于一直丢包
- 解决方案：慢启动，用足够时间控制，使backlog保持在buffer的可用范围内，继而获得所有包的ack clock
- TCP内核模块：环形缓冲区，从内核读取(read the kernel memory)并pull the buffer out(?)[驱动、I/O控件]
- 对于Core dump：修正，研究了算法进行微调
- 植入TCP/IP协议中（implementation）
- 问题起源:56KB的电缆和10MB的校园网混用导致超载（带宽bandwidth的变化）
DNS(domain name system)
- Domain name让用户更容易记住（user-friendly），而IP更适用于Internet(network-friendly)【都是从不具体到具体，DN更像是组织名称，IP更依赖地理位置】
- Router中将domain name 转换为 IP（映射）
- DNS是一个分布式数据库，缓存很快
- IP从左往右读取；domain name从右往左读取
- DN：从右到左都是被拥有层级结构关系，最右边是最大的权威组织授权的顶级主域名（top），然后拥有者可以开设子域名（可以自己拥有也可以授权卖给其他组织）
总结
- 都是一串串数据流的交互
- IP负责实际移动，TCP负责移动的可靠性
第七周 application layer
review
- Client-server machanism:two applications
- Client->make a request->server->make a response back
应用层
summary
One technology in the future------Content-Centric Networking
第八周 Secure——confidentiality and integrity
confidentiality and integrity：机密性和完整性
密钥的不安全性：传输过程中容易被拦截并破解（密钥分发【distribute】不安全）
第九周 secure web connection
公私钥
- Public key:对外开放，用于加密
- Private key:用于解密，私人拥有
- 知悉公钥，理论上可以暴力破解，但是在实际中电脑的性能不可能破解。（并非绝对安全，公私钥系统的算法也可能会被攻破）
- 知悉私钥，可以简化解密过程。因此公钥可以任意分发不用保护，而私钥保护在电脑或者服务器中，进行解密
SSL /TLS /HTTPS
- 安全套接字层（SSL）：
- 位于应用层和传输层之间
- 由于分层结构，下层结构只需要负责传输密文即可（并不知悉传输的是密文还是明文）
- 可进一步保证了数据的完整性（integrity）
- 威胁：
- 1、电脑内植入的监测病毒
- 2、被重定向到伪造的未知的服务器进行通信（需要身份确认）
Integrity and Certificate Authorities
- The third-party certification authorities:
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