[计算机网络] 计算机网络基础总结

2023-11-08

[计算机网络] 计算机网络基础总结

一、计算机网络体系结构
  • 定义:计算机网络的各层 + 其协议的集合

  • 作用:定义该计算机网络的所能完成的功能

  • 结构介绍:计算机网络体系结构分为3种:OSI体系结构、TCP/IP体系结构、五层体系结构。

  • OSI体系结构:概念清楚 & 理念完整,但复杂 & 不实用
  • TCP / IP体系结构:含了一系列构成互联网基础的网络协议,是Internet的核心协议 & 被广泛应用于局域网 和 广域网
  • 五层体系结构:融合了OSITCP / IP的体系结构,目的是为了学习 & 讲解计算机原理

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低三层为通信子网,负责数据传输;高三层为资源子网,相当于计算机系统,完成数据处理; 传输层承上启下。

1. TCP / IP的体系结构

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2. OSI的体系结构

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二、TCP协议

[计算机网络] TCP协议

三、UDP协议

User Datagram Protocol,即用户数据报协议,属于传输层通信协议
应用场景:要求通信速度高
基于UDP的应用层协议有 TFTPSNMPDNSNFS

  • 域名转换:DNS协议
  • 文件传输:TFTP协议
  • 网络管理:SNMP协议
  • 远程文件服务器:NFS协议
1. 特点

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优缺点:速度快但消息易丢失(特别是网络较差时)

2. 报文段格式

UDP的报文段共有2个字段:数据字段 & 首部字段,重点是首部(8字节、4字段)。
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四、HTTP协议

[计算机网络] HTTP协议

五、Socket
  • 套接字,是应用层与 TCP/IP 协议族通信的中间软件抽象层,表现为一个封装了 TCP / IP协议族的编程接口(API)
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  1. Socket不是一种协议,而是一个编程调用接口(API),属于传输层(主要解决数据如何在网络中传输)
  2. 即:通过Socket,我们才能通过TCP/IP协议进行网络通信的开发
  3. 对用户来说,只需调用Socket去组织数据,以符合指定的协议,即可通信
  • 成对出现,一对套接字:

    Socket ={(IP地址1:PORT端口号)(IP地址2:PORT端口号)}
    
  • 一个 Socket 实例唯一代表一个主机上的一个应用程序的通信链路

六、补充知识
1. 在浏览器中输入url地址 -> 显示主页的过程

打开一个网页,整个过程会使用哪些协议

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2. IPv4地址
  • 定义:连接在Internet中的每一台主机(或 路由器)的全球唯一的标识符。
  • 组成:IP地址 = 32位 = 网络号 + 主机号;即IP地址::={<网络号>,<主机号>}

网络号:标志主机(或路由器)所连接到的网络。一个网络号在整个因特网范围内必须是唯一的。
主机号:标志该主机(或路由器)。一个主机号在它面前的网络号所指明的网络范围必须是唯一的。
不同类型的IP地址,其主机号 & 网络号所占字节数不同;故:一个IP地址在整个网络范围内是唯一的

  • 分类:传统的IP地址是分类的地址,分为A,B,C,D,E五类。区别在于网络号 & 主机号占的字节数不同。
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  • 注意:在各类IP地址中,有一些IP地址用于特殊用途,不能用于做主机IP地址
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3. ICMP协议

属于IP层协议
注:ICMP报文不是高层协议,而是作为IP层数据报的数据,加上数据报首部,组成IP数据报发出去

  • 定义:Internet Control Message Protocol,即 网际控制报文协议
  • 作用:更有效地转发IP数据包 & 提高交付成功的机会。同时允许主机 / 路由器报告差错 & 异常情况
  • 分类:ICMP差错报告报文 & ICMP询问报文
  • 主要应用:PING(分组网间探测)、Traceroute(跟踪1个分组从源点到终点的路径,原理 = 从源主机向目的主机发送一连串的IP数据报)
4. Ping的过程

是 ICMP报文的1个重要应用:使用了IPCM回送请求 & 回送回答报文
是应用层直接使用网络层ICMP的1个例子,无经过传输层的TCP、UDP

  • 定义:Packet InterNet Groper,即分组网间探测。
  • 作用:测试2个主机的连通性。
  • 原理:
    • 向目的主机发送多个ICMP回送请求报文
    • 根据目的主机返回的ICMP回送回答报文中的时间戳,从而计算出往返时间
    • 最终显示的结果:发送到目的主机的IP地址、发送 & 收到 & 丢失的分组数、往返时间的最小、最大 & 平均值
  • 过程:(目的主机)PC1:IP = 192.168.1.1;(源主机)PC2:IP = 192.168.1.2
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    • 源主机第3步:发送ARP广播报文获取MAC地址过程
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5. 路由器与交换机的区别

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6. Cookie与Session

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7. Cookie与Token
  • 简介
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  • 基于Cookie的身份验证 & 验证流程
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  • 基于Token的身份验证 & 验证流程
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参考链接:这是一份详细 & 清晰的计算机网络基础 学习指南

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