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計算機基礎(chǔ)知識歸納

時間:2021-04-29 17:56:29 計算機等級 我要投稿

計算機基礎(chǔ)知識歸納

  對于網(wǎng)絡(luò),你有了解多少呢?下面是小編跟大家分享的是計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識總結(jié),歡迎大家來閱讀學習~

計算機基礎(chǔ)知識歸納

  計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識總結(jié)

  計算機網(wǎng)絡(luò)學習的核心內(nèi)容就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的學習。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為計算機網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或者說是約定的集合。因為不同用戶的數(shù)據(jù)終端可能采取的字符集是不同的,兩者需要進行通信,必須要在一定的標準上進行。一個很形象地比喻就是我們的語言,我們大天朝地廣人多,地方性語言也非常豐富,而且方言之間差距巨大。A地區(qū)的方言可能B地區(qū)的人根本無法接受,所以我們要為全國人名進行溝通建立一個語言標準,這就是我們的普通話的作用。同樣,放眼全球,我們與外國友人溝通的標準語言是英語,所以我們才要苦逼的學習英語。

  計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議同我們的語言一樣,多種多樣。而ARPA公司與1977年到1979年推出了一種名為ARPANET的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議受到了廣泛的熱捧,其中最主要的原因就是它推出了人盡皆知的TCP/IP標準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。目前TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為Internet中的“通用語言”,下圖為不同計算機群之間利用TCP/IP進行通信的示意圖。

  計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識總結(jié)

  1. 網(wǎng)絡(luò)層次劃分

  為了使不同計算機廠家生產(chǎn)的計算機能夠相互通信,以便在更大的范圍內(nèi)建立計算機網(wǎng)絡(luò),國際標準化組織(ISO)在1978年提出了“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”,即著名的OSI/RM模型(Open System Interconnection/Reference Model)。它將計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議劃分為七層,自下而上依次為:物理層(Physics Layer)、數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)、網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)、傳輸層(Transport Layer)、會話層(Session Layer)、表示層(Presentation Layer)、應(yīng)用層(Application Layer)。其中第四層完成數(shù)據(jù)傳送服務(wù),上面三層面向用戶。

  除了標準的OSI七層模型以外,常見的網(wǎng)絡(luò)層次劃分還有TCP/IP四層協(xié)議以及TCP/IP五層協(xié)議,它們之間的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示:

  2. OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型

  TCP/IP協(xié)議毫無疑問是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議,沒有它就根本不可能上網(wǎng),任何和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的操作都離不開TCP/IP協(xié)議。不管是OSI七層模型還是TCP/IP的四層、五層模型,每一層中都要自己的專屬協(xié)議,完成自己相應(yīng)的工作以及與上下層級之間進行溝通。由于OSI七層模型為網(wǎng)絡(luò)的標準層次劃分,所以我們以O(shè)SI七層模型為例從下向上進行一一介紹。

  1)物理層(Physical Layer)

  激活、維持、關(guān)閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協(xié)議提供了一個傳輸數(shù)據(jù)的可靠的物理媒體。簡單的說,物理層確保原始的數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸。物理層記住兩個重要的設(shè)備名稱,中繼器(Repeater,也叫放大器)和集線器。

  2)數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)

  數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù),其最基本的服務(wù)是將源自網(wǎng)絡(luò)層來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點的目標機網(wǎng)絡(luò)層。為達到這一目的,數(shù)據(jù)鏈路必須具備一系列相應(yīng)的功能,主要有:如何將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊,在數(shù)據(jù)鏈路層中稱這種數(shù)據(jù)塊為幀(frame),幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位;如何控制幀在物理信道上的傳輸,包括如何處理傳輸差錯,如何調(diào)節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配;以及在兩個網(wǎng)絡(luò)實體之間提供數(shù)據(jù)鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。

  有關(guān)數(shù)據(jù)鏈路層的重要知識點:

  1> 數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸;

  2> 基本數(shù)據(jù)單位為幀;

  3> 主要的協(xié)議:以太網(wǎng)協(xié)議;

  4> 兩個重要設(shè)備名稱:網(wǎng)橋和交換機。

  3)網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)

  網(wǎng)絡(luò)層的目的是實現(xiàn)兩個端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)透明傳送,具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務(wù)使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)。如果您想用盡量少的詞來記住網(wǎng)絡(luò)層,那就是“路徑選擇、路由及邏輯尋址”。

  網(wǎng)絡(luò)層中涉及眾多的協(xié)議,其中包括最重要的協(xié)議,也是TCP/IP的核心協(xié)議——IP協(xié)議。IP協(xié)議非常簡單,僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務(wù)。IP協(xié)議的主要功能有:無連接數(shù)據(jù)報傳輸、數(shù)據(jù)報路由選擇和差錯控制。與IP協(xié)議配套使用實現(xiàn)其功能的還有地址解析協(xié)議ARP、逆地址解析協(xié)議RARP、因特網(wǎng)報文協(xié)議ICMP、因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP。具體的協(xié)議我們會在接下來的部分進行總結(jié),有關(guān)網(wǎng)絡(luò)層的重點為:

  1> 網(wǎng)絡(luò)層負責對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進行路由選擇。此外,網(wǎng)絡(luò)層還可以實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能;

  2> 基本數(shù)據(jù)單位為IP數(shù)據(jù)報;

  3> 包含的主要協(xié)議:

  IP協(xié)議(Internet Protocol,因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議);

  ICMP協(xié)議(Internet Control Message Protocol,因特網(wǎng)控制報文協(xié)議);

  ARP協(xié)議(Address Resolution Protocol,地址解析協(xié)議);

  RARP協(xié)議(Reverse Address Resolution Protocol,逆地址解析協(xié)議)。

  4> 重要的設(shè)備:路由器。

  4)傳輸層(Transport Layer)

  第一個端到端,即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外,傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。

  傳輸層的任務(wù)是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性,最佳的利用網(wǎng)絡(luò)資源,為兩個端系統(tǒng)的會話層之間,提供建立、維護和取消傳輸連接的功能,負責端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸。在這一層,信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為段或報文。

  網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源結(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點,而傳輸層則負責將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應(yīng)的端口。

  有關(guān)網(wǎng)絡(luò)層的重點:

  1> 傳輸層負責將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯控制和流量控制問題;

  2> 包含的主要協(xié)議:TCP協(xié)議(Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議)、UDP協(xié)議(User Datagram Protocol,用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議);

  3> 重要設(shè)備:網(wǎng)關(guān)。

  5)會話層

  會話層管理主機之間的會話進程,即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗點來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。

  6)表示層

  表示層對上層數(shù)據(jù)或信息進行變換以保證一個主機應(yīng)用層信息可以被另一個主機的.應(yīng)用程序理解。表示層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)的加密、壓縮、格式轉(zhuǎn)換等。

  7)應(yīng)用層

  為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口。

  會話層、表示層和應(yīng)用層重點:

  1> 數(shù)據(jù)傳輸基本單位為報文;

  2> 包含的主要協(xié)議:FTP(文件傳送協(xié)議)、Telnet(遠程登錄協(xié)議)、DNS(域名解析協(xié)議)、SMTP(郵件傳送協(xié)議),POP3協(xié)議(郵局協(xié)議),HTTP協(xié)議(Hyper Text Transfer Protocol)。

  3. IP地址

  1)網(wǎng)絡(luò)地址

  IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(包括子網(wǎng)號)和主機號組成,網(wǎng)絡(luò)地址的主機號為全0,網(wǎng)絡(luò)地址代表著整個網(wǎng)絡(luò)。

  2)廣播地址

  廣播地址通常稱為直接廣播地址,是為了區(qū)分受限廣播地址。

  廣播地址與網(wǎng)絡(luò)地址的主機號正好相反,廣播地址中,主機號為全1。當向某個網(wǎng)絡(luò)的廣播地址發(fā)送消息時,該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機都能收到該廣播消息。

  3)組播地址

  D類地址就是組播地址。

  先回憶下A,B,C,D類地址吧:

  A類地址以00開頭,第一個字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號,地址范圍為:0.0.0.0~127.255.255.255;

  B類地址以10開頭,前兩個字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號,地址范圍是:128.0.0.0~191.255.255.255;

  C類地址以110開頭,前三個字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號,地址范圍是:192.0.0.0~223.255.255.255。

  D類地址以1110開頭,地址范圍是224.0.0.0~239.255.255.255,D類地址作為組播地址(一對多的通信);

  E類地址以1111開頭,地址范圍是240.0.0.0~255.255.255.255,E類地址為保留地址,供以后使用。

  注:只有A,B,C有網(wǎng)絡(luò)號和主機號之分,D類地址和E類地址沒有劃分網(wǎng)絡(luò)號和主機號。

  4)255.255.255.255

  該IP地址指的是受限的廣播地址。受限廣播地址與一般廣播地址(直接廣播地址)的區(qū)別在于,受限廣播地址只能用于本地網(wǎng)絡(luò),路由器不會轉(zhuǎn)發(fā)以受限廣播地址為目的地址的分組;一般廣播地址既可在本地廣播,也可跨網(wǎng)段廣播。例如:主機192.168.1.1/30上的直接廣播數(shù)據(jù)包后,另外一個網(wǎng)段192.168.1.5/30也能收到該數(shù)據(jù)報;若發(fā)送受限廣播數(shù)據(jù)報,則不能收到。

  注:一般的廣播地址(直接廣播地址)能夠通過某些路由器(當然不是所有的路由器),而受限的廣播地址不能通過路由器。

  5)0.0.0.0

  常用于尋找自己的IP地址,例如在我們的RARP,BOOTP和DHCP協(xié)議中,若某個未知IP地址的無盤機想要知道自己的IP地址,它就以255.255.255.255為目的地址,向本地范圍(具體而言是被各個路由器屏蔽的范圍內(nèi))的服務(wù)器發(fā)送IP請求分組。

  6)回環(huán)地址

  127.0.0.0/8被用作回環(huán)地址,回環(huán)地址表示本機的地址,常用于對本機的測試,用的最多的是127.0.0.1。

  7)A、B、C類私有地址

  私有地址(private address)也叫專用地址,它們不會在全球使用,只具有本地意義。

  A類私有地址:10.0.0.0/8,范圍是:10.0.0.0~10.255.255.255

  B類私有地址:172.16.0.0/12,范圍是:172.16.0.0~172.31.255.255

  C類私有地址:192.168.0.0/16,范圍是:192.168.0.0~192.168.255.255

  4. 子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)絡(luò)劃分

  隨著互連網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴大,原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來,即網(wǎng)絡(luò)號占位太多,而主機號位太少,所以其能提供的主機地址也越來越稀缺,目前除了使用NAT在企業(yè)內(nèi)部利用保留地址自行分配以外,通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分,以形成多個子網(wǎng),提供給不同規(guī)模的用戶群使用。

  這里主要是為了在網(wǎng)絡(luò)分段情況下有效地利用IP地址,通過對主機號的高位部分取作為子網(wǎng)號,從通常的網(wǎng)絡(luò)位界限中擴展或壓縮子網(wǎng)掩碼,用來創(chuàng)建某類地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng)建更多的子網(wǎng)時,在每個子網(wǎng)上的可用主機地址數(shù)目會比原先減少。

  什么是子網(wǎng)掩碼?

  子網(wǎng)掩碼是標志兩個IP地址是否同屬于一個子網(wǎng)的,也是32位二進制地址,其每一個為1代表該位是網(wǎng)絡(luò)位,為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點式十進制來表示的。如果兩個IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與的計算下所得結(jié)果相同,即表明它們共屬于同一子網(wǎng)中。

  在計算子網(wǎng)掩碼時,我們要注意IP地址中的保留地址,即“ 0”地址和廣播地址,它們是指主機地址或網(wǎng)絡(luò)地址全為“ 0”或“ 1”時的IP地址,它們代表著本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址,一般是不能被計算在內(nèi)的。

  子網(wǎng)掩碼的計算:

  對于無須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來說,其子網(wǎng)掩碼非常簡單,即按照其定義即可寫出:如某B類IP地址為 10.12.3.0,無須再分割子網(wǎng),則該IP地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0。如果它是一個C類地址,則其子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0。其它類推,不再詳述。下面我們關(guān)鍵要介紹的是一個IP地址,還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號,剩下的是每個子網(wǎng)的主機號,這時該如何進行每個子網(wǎng)的掩碼計算。

  下面總結(jié)一下有關(guān)子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò)劃分常見的面試考題:

  1)利用子網(wǎng)數(shù)來計算

  在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數(shù)目,以及每個子網(wǎng)內(nèi)的所需主機數(shù)目。

  (1) 將子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進制來表示;

  如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網(wǎng):27=11011;

  (2) 取得該二進制的位數(shù),為N;

  該二進制為五位數(shù),N = 5

  (3) 取得該IP地址的類子網(wǎng)掩碼,將其主機地址部分的的前N位置1即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。

  將B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1,得到 255.255.248.0

  2)利用主機數(shù)來計算

  如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng),每個子網(wǎng)內(nèi)有主機700臺:

  (1) 將主機數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進制來表示;

  700=1010111100;

  (2) 如果主機數(shù)小于或等于254(注意去掉保留的兩個IP地址),則取得該主機的二進制位數(shù),為N,這里肯定 N<8。如果大于254,則 n="">8,這就是說主機地址將占據(jù)不止8位;

  該二進制為十位數(shù),N=10;

  (3) 使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數(shù)全部置1,然后從后向前的將N位全部置為 0,即為子網(wǎng)掩碼值。

  將該B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址全部置1,得到255.255.255.255,然后再從后向前將后 10位置0,即為:11111111.11111111.11111100.00000000,即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

  3)還有一種題型,要你根據(jù)每個網(wǎng)絡(luò)的主機數(shù)量進行子網(wǎng)地址的規(guī)劃和計算子網(wǎng)掩碼。這也可按上述原則進行計算。

  比如一個子網(wǎng)有10臺主機,那么對于這個子網(wǎng)需要的IP地址是:

  10+1+1+1=13

  注意:加的第一個1是指這個網(wǎng)絡(luò)連接時所需的網(wǎng)關(guān)地址,接著的兩個1分別是指網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。

  因為13小于16(16等于2的4次方),所以主機位為4位。而256-16=240,所以該子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。

  如果一個子網(wǎng)有14臺主機,不少人常犯的錯誤是:依然分配具有16個地址空間的子網(wǎng),而忘記了給網(wǎng)關(guān)分配地址。這樣就錯誤了,因為14+1+1+1=17,17大于16,所以我們只能分配具有32個地址(32等于2的5次方)空間的子網(wǎng)。這時子網(wǎng)掩碼為:255.255.255.224。

  5. ARP/RARP協(xié)議

  地址解析協(xié)議,即ARP(Address Resolution Protocol),是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個TCP/IP協(xié)議。主機發(fā)送信息時將包含目標IP地址的ARP請求廣播到網(wǎng)絡(luò)上的所有主機,并接收返回消息,以此確定目標的物理地址;收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機ARP緩存中并保留一定時間,下次請求時直接查詢ARP緩存以節(jié)約資源。地址解析協(xié)議是建立在網(wǎng)絡(luò)中各個主機互相信任的基礎(chǔ)上的,網(wǎng)絡(luò)上的主機可以自主發(fā)送ARP應(yīng)答消息,其他主機收到應(yīng)答報文時不會檢測該報文的真實性就會將其記入本機ARP緩存;由此攻擊者就可以向某一主機發(fā)送偽ARP應(yīng)答報文,使其發(fā)送的信息無法到達預期的主機或到達錯誤的主機,這就構(gòu)成了一個ARP欺騙。ARP命令可用于查詢本機ARP緩存中IP地址和MAC地址的對應(yīng)關(guān)系、添加或刪除靜態(tài)對應(yīng)關(guān)系等。

  ARP工作流程舉例:

  主機A的IP地址為192.168.1.1,MAC地址為0A-11-22-33-44-01;

  主機B的IP地址為192.168.1.2,MAC地址為0A-11-22-33-44-02;

  當主機A要與主機B通信時,地址解析協(xié)議可以將主機B的IP地址(192.168.1.2)解析成主機B的MAC地址,以下為工作流程:

  (1)根據(jù)主機A上的路由表內(nèi)容,IP確定用于訪問主機B的轉(zhuǎn)發(fā)IP地址是192.168.1.2。然后A主機在自己的本地ARP緩存中檢查主機B的匹配MAC地址。

  (2)如果主機A在ARP緩存中沒有找到映射,它將詢問192.168.1.2的硬件地址,從而將ARP請求幀廣播到本地網(wǎng)絡(luò)上的所有主機。源主機A的IP地址和MAC地址都包括在ARP請求中。本地網(wǎng)絡(luò)上的每臺主機都接收到ARP請求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機發(fā)現(xiàn)請求的IP地址與自己的IP地址不匹配,它將丟棄ARP請求。

  (3)主機B確定ARP請求中的IP地址與自己的IP地址匹配,則將主機A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。

  (4)主機B將包含其MAC地址的ARP回復消息直接發(fā)送回主機A。

  (5)當主機A收到從主機B發(fā)來的ARP回復消息時,會用主機B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機緩存是有生存期的,生存期結(jié)束后,將再次重復上面的過程。主機B的MAC地址一旦確定,主機A就能向主機B發(fā)送IP通信了。

  逆地址解析協(xié)議,即RARP,功能和ARP協(xié)議相對,其將局域網(wǎng)中某個主機的物理地址轉(zhuǎn)換為IP地址,比如局域網(wǎng)中有一臺主機只知道物理地址而不知道IP地址,那么可以通過RARP協(xié)議發(fā)出征求自身IP地址的廣播請求,然后由RARP服務(wù)器負責回答。

  RARP協(xié)議工作流程:

  (1)給主機發(fā)送一個本地的RARP廣播,在此廣播包中,聲明自己的MAC地址并且請求任何收到此請求的RARP服務(wù)器分配一個IP地址;

  (2)本地網(wǎng)段上的RARP服務(wù)器收到此請求后,檢查其RARP列表,查找該MAC地址對應(yīng)的IP地址;

  (3)如果存在,RARP服務(wù)器就給源主機發(fā)送一個響應(yīng)數(shù)據(jù)包并將此IP地址提供給對方主機使用;

  (4)如果不存在,RARP服務(wù)器對此不做任何的響應(yīng);

  (5)源主機收到從RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息,就利用得到的IP地址進行通訊;如果一直沒有收到RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息,表示初始化失敗。

  6. 路由選擇協(xié)議

  常見的路由選擇協(xié)議有:RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議。

  RIP協(xié)議 :底層是貝爾曼福特算法,它選擇路由的度量標準(metric)是跳數(shù),最大跳數(shù)是15跳,如果大于15跳,它就會丟棄數(shù)據(jù)包。

  OSPF協(xié)議 :Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先,底層是迪杰斯特拉算法,是鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議,它選擇路由的度量標準是帶寬,延遲。

  7. TCP/IP協(xié)議

  TCP/IP協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。通俗而言:TCP負責發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴},一有問題就發(fā)出信號,要求重新傳輸,直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備規(guī)定一個地址。

  IP層接收由更低層(網(wǎng)絡(luò)接口層例如以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動程序)發(fā)來的數(shù)據(jù)包,并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層;相反,IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的,因為IP并沒有做任何事情來確認數(shù)據(jù)包是否按順序發(fā)送的或者有沒有被破壞,IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機的地址(源地址)和接收它的主機的地址(目的地址)。

  TCP是面向連接的通信協(xié)議,通過三次握手建立連接,通訊完成時要拆除連接,由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。TCP提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù),采用“帶重傳的肯定確認”技術(shù)來實現(xiàn)傳輸?shù)目煽啃。TCP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進行流量控制,所謂窗口實際表示接收能力,用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。

  TCP報文首部格式:

  計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識總結(jié)

  TCP協(xié)議的三次握手和四次揮手:

  計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識總結(jié)

  注:seq:"sequance"序列號;ack:"acknowledge"確認號;SYN:"synchronize"請求同步標志;;ACK:"acknowledge"確認標志";FIN:"Finally"結(jié)束標志。

  TCP連接建立過程:首先Client端發(fā)送連接請求報文,Server段接受連接后回復ACK報文,并為這次連接分配資源。Client端接收到ACK報文后也向Server段發(fā)生ACK報文,并分配資源,這樣TCP連接就建立了。

  TCP連接斷開過程:假設(shè)Client端發(fā)起中斷連接請求,也就是發(fā)送FIN報文。Server端接到FIN報文后,意思是說"我Client端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)給你了",但是如果你還有數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完成,則不必急著關(guān)閉Socket,可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。所以你先發(fā)送ACK,"告訴Client端,你的請求我收到了,但是我還沒準備好,請繼續(xù)你等我的消息"。這個時候Client端就進入FIN_WAIT狀態(tài),繼續(xù)等待Server端的FIN報文。當Server端確定數(shù)據(jù)已發(fā)送完成,則向Client端發(fā)送FIN報文,"告訴Client端,好了,我這邊數(shù)據(jù)發(fā)完了,準備好關(guān)閉連接了"。Client端收到FIN報文后,"就知道可以關(guān)閉連接了,但是他還是不相信網(wǎng)絡(luò),怕Server端不知道要關(guān)閉,所以發(fā)送ACK后進入TIME_WAIT狀態(tài),如果Server端沒有收到ACK則可以重傳!,Server端收到ACK后,"就知道可以斷開連接了"。Client端等待了2MSL后依然沒有收到回復,則證明Server端已正常關(guān)閉,那好,我Client端也可以關(guān)閉連接了。Ok,TCP連接就這樣關(guān)閉了!

  為什么要三次揮手?

  在只有兩次“握手”的情形下,假設(shè)Client想跟Server建立連接,但是卻因為中途連接請求的數(shù)據(jù)報丟失了,故Client端不得不重新發(fā)送一遍;這個時候Server端僅收到一個連接請求,因此可以正常的建立連接。但是,有時候Client端重新發(fā)送請求不是因為數(shù)據(jù)報丟失了,而是有可能數(shù)據(jù)傳輸過程因為網(wǎng)絡(luò)并發(fā)量很大在某結(jié)點被阻塞了,這種情形下Server端將先后收到2次請求,并持續(xù)等待兩個Client請求向他發(fā)送數(shù)據(jù)...問題就在這里,Cient端實際上只有一次請求,而Server端卻有2個響應(yīng),極端的情況可能由于Client端多次重新發(fā)送請求數(shù)據(jù)而導致Server端最后建立了N多個響應(yīng)在等待,因而造成極大的資源浪費!所以,“三次握手”很有必要!

  為什么要四次揮手?

  試想一下,假如現(xiàn)在你是客戶端你想斷開跟Server的所有連接該怎么做?第一步,你自己先停止向Server端發(fā)送數(shù)據(jù),并等待Server的回復。但事情還沒有完,雖然你自身不往Server發(fā)送數(shù)據(jù)了,但是因為你們之前已經(jīng)建立好平等的連接了,所以此時他也有主動權(quán)向你發(fā)送數(shù)據(jù);故Server端還得終止主動向你發(fā)送數(shù)據(jù),并等待你的確認。其實,說白了就是保證雙方的一個合約的完整執(zhí)行!

  使用TCP的協(xié)議:FTP(文件傳輸協(xié)議)、Telnet(遠程登錄協(xié)議)、SMTP(簡單郵件傳輸協(xié)議)、POP3(和SMTP相對,用于接收郵件)、HTTP協(xié)議等。

  8. UDP協(xié)議

  UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議,是面向無連接的通訊協(xié)議,UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號和源端口號信息,由于通訊不需要連接,所以可以實現(xiàn)廣播發(fā)送。UDP通訊時不需要接收方確認,屬于不可靠的傳輸,可能會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象,實際應(yīng)用中要求程序員編程驗證。

  UDP與TCP位于同一層,但它不管數(shù)據(jù)包的順序、錯誤或重發(fā)。因此,UDP不被應(yīng)用于那些使用虛電路的面向連接的服務(wù),UDP主要用于那些面向查詢---應(yīng)答的服務(wù),例如NFS。相對于FTP或Telnet,這些服務(wù)需要交換的信息量較小。

  每個UDP報文分UDP報頭和UDP數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。報頭由四個16位長(2字節(jié))字段組成,分別說明該報文的源端口、目的端口、報文長度以及校驗值。UDP報頭由4個域組成,其中每個域各占用2個字節(jié),具體如下:

  (1)源端口號;

  (2)目標端口號;

  (3)數(shù)據(jù)報長度;

  (4)校驗值。

  使用UDP協(xié)議包括:TFTP(簡單文件傳輸協(xié)議)、SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)、DNS(域名解析協(xié)議)、NFS、BOOTP。

  TCP 與 UDP 的區(qū)別:TCP是面向連接的,可靠的字節(jié)流服務(wù);UDP是面向無連接的,不可靠的數(shù)據(jù)報服務(wù)。

  9. DNS協(xié)議

  DNS是域名系統(tǒng)(DomainNameSystem)的縮寫,該系統(tǒng)用于命名組織到域?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)中的計算機和網(wǎng)絡(luò)服務(wù),可以簡單地理解為將URL轉(zhuǎn)換為IP地址。域名是由圓點分開一串單詞或縮寫組成的,每一個域名都對應(yīng)一個惟一的IP地址,在Internet上域名與IP地址之間是一一對應(yīng)的,DNS就是進行域名解析的服務(wù)器。DNS命名用于Internet等TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中,通過用戶友好的名稱查找計算機和服務(wù)。

  10. NAT協(xié)議

  NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù),是一種將私有(保留)地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù),它被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。原因很簡單,NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題,而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊,隱藏并保護網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計算機。

  11. DHCP協(xié)議

  DHCP動態(tài)主機設(shè)置協(xié)議(Dynamic Host Configuration Protocol)是一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,使用UDP協(xié)議工作,主要有兩個用途:給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動分配IP地址,給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。

  12. HTTP協(xié)議

  超文本傳輸協(xié)議(HTTP,HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所有的WWW文件都必須遵守這個標準。

  HTTP 協(xié)議包括哪些請求?

  GET:請求讀取由URL所標志的信息。

  POST:給服務(wù)器添加信息(如注釋)。

  PUT:在給定的URL下存儲一個文檔。

  DELETE:刪除給定的URL所標志的資源。

  HTTP 中, POST 與 GET 的區(qū)別

  1)Get是從服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù),Post是向服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)。

  2)Get是把參數(shù)數(shù)據(jù)隊列加到提交表單的Action屬性所指向的URL中,值和表單內(nèi)各個字段一一對應(yīng),在URL中可以看到。

  3)Get傳送的數(shù)據(jù)量小,不能大于2KB;Post傳送的數(shù)據(jù)量較大,一般被默認為不受限制。

  4)根據(jù)HTTP規(guī)范,GET用于信息獲取,而且應(yīng)該是安全的和冪等的。

  I. 所謂 安全的 意味著該操作用于獲取信息而非修改信息。換句話說,GET請求一般不應(yīng)產(chǎn)生副作用。就是說,它僅僅是獲取資源信息,就像數(shù)據(jù)庫查詢一樣,不會修改,增加數(shù)據(jù),不會影響資源的狀態(tài)。

  II. 冪等 的意味著對同一URL的多個請求應(yīng)該返回同樣的結(jié)果。

  13. 一個舉例

  在瀏覽器中輸入 www.baidu.com 后執(zhí)行的全部過程

  現(xiàn)在假設(shè)如果我們在客戶端(客戶端)瀏覽器中輸入http://www.baidu.com,而baidu.com為要訪問的服務(wù)器(服務(wù)器),下面詳細分析客戶端為了訪問服務(wù)器而執(zhí)行的一系列關(guān)于協(xié)議的操作:

  1)客戶端瀏覽器通過DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48,通過這個IP地址找到客戶端到服務(wù)器的路徑?蛻舳藶g覽器發(fā)起一個HTTP會話到220.161.27.48,然后通過TCP進行封裝數(shù)據(jù)包,輸入到網(wǎng)絡(luò)層。

  2)在客戶端的傳輸層,把HTTP會話請求分成報文段,添加源和目的端口,如服務(wù)器使用80端口監(jiān)聽客戶端的請求,客戶端由系統(tǒng)隨機選擇一個端口如5000,與服務(wù)器進行交換,服務(wù)器把相應(yīng)的請求返回給客戶端的5000端口。然后使用IP層的IP地址查找目的端。

  3)客戶端的網(wǎng)絡(luò)層不用關(guān)系應(yīng)用層或者傳輸層的東西,主要做的是通過查找路由表確定如何到達服務(wù)器,期間可能經(jīng)過多個路由器,這些都是由路由器來完成的工作,不作過多的描述,無非就是通過查找路由表決定通過那個路徑到達服務(wù)器。

  4)客戶端的鏈路層,包通過鏈路層發(fā)送到路由器,通過鄰居協(xié)議查找給定IP地址的MAC地址,然后發(fā)送ARP請求查找目的地址,如果得到回應(yīng)后就可以使用ARP的請求應(yīng)答交換的IP數(shù)據(jù)包現(xiàn)在就可以傳輸了,然后發(fā)送IP數(shù)據(jù)包到達服務(wù)器的地址。

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