計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指南

計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指南

■?I■I

刖音

計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)/運維工程師都需掌握的知識，但往往會被忽略。

今天，我將獻上一份詳細&清晰的計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指南，涵蓋TCP

/UDP協(xié)議、Http協(xié)議、Socket等，希望你們會喜歡。

1.計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

在瀏覽器中輸入url地址?顯示主頁的過程

IP地址（IPv4地址）

ICMP協(xié)議

6.其他知識、Ping的過程

路由器與交換機的區(qū)別

Cookie、Session、Token

1、計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.1簡介

?定義

計算機網(wǎng)絡(luò)的各層+其協(xié)議的集合。

?作用

定義該計算機網(wǎng)絡(luò)的所能完成的功能。

1.2結(jié)構(gòu)介紹

計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分為3種：OSI體系結(jié)構(gòu)、TCP/IP體系結(jié)構(gòu)、五層

體系結(jié)構(gòu)。

?OSI體系結(jié)構(gòu)：概念清楚&理念完整，但復(fù)雜&不實用；

?TCP/IP體系結(jié)構(gòu)：含了一系列構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是Internet

的核心協(xié)議&被廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)；

?五層體系結(jié)構(gòu)：融合了OSI與TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)，目的是為了學(xué)習(xí)&

講解計算機原理。

OSI體系結(jié)構(gòu)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)五層體系結(jié)構(gòu)

（7黑）（4層）（5攫）

7.應(yīng)用層

4.應(yīng)用層

6.表示層5.應(yīng)用層

(HTTP)

5.會話層

3.運輸層

4.傳輸層4.運輸層

(TCP.UDP)

2.網(wǎng)際層

3.網(wǎng)絡(luò)層3.網(wǎng)絡(luò)層

1IP)

2.植路層2.鏈路層

1.網(wǎng)絡(luò)接口笈

1.物理層1.物理層

低三層為通信子網(wǎng)，負責數(shù)據(jù)傳輸；

高三層為資源子網(wǎng)，相當于計算機系統(tǒng)，

完成數(shù)據(jù)處理；傳輸層承上啟下。

OSI體系結(jié)構(gòu)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)

（7層）

7.應(yīng)用層

4,應(yīng)用層

6.表示層

5.會話層

3.您知后

4.傳輸層

2.網(wǎng)際層

3.網(wǎng)絡(luò)層

2,鏈路層

1物理層

局級作用傳輸單位功能具體便議

G初取理體上為H重館設(shè)■遇峭作?偏幽比

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3.網(wǎng)絡(luò)事HMM

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值等務(wù)

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M.實反兩步

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?HNRW旗：自，/&M-**!?

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?FTPWHX援俄應(yīng)用吸文件傳??狗

?SMB2議：窗供用用"文傳共■傳■吧務(wù)

?Teine<V>tt

?SSHf>iX：■供運?度量■■M）

2.TCP協(xié)議

TransmissionControlProtocol,即傳輸控制協(xié)議

1.屬于傳輸層通信協(xié)議

2.基于TCP的應(yīng)用層協(xié)議有HTTP、SMTP、FTP、Telnet和POP3。

關(guān)于TCP的其他知識：如三次握手、四次揮手、無差錯控制原理等，具體

請看文章：計算機網(wǎng)絡(luò)：這是一份全面&詳組的TCP協(xié)議攻略

3、UDP協(xié)議

3.1定義

UserDatagramProtocol,即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議

1.屬于傳輸層通信協(xié)議

2.基于UDP的應(yīng)用層協(xié)議有TFTP、SNMP與DNS

3.2特點

無連接的、不可靠的、面向報文、無擁塞控制，具體介紹如下:

特點具體描述

使用傳輸數(shù)據(jù)前，不需建立連接

無連接UDPUDP

（就像寫信：寫好信就交錯郃周.具余不需要售）

不可靠UDP的數(shù)據(jù)包發(fā)送后，不管其是否會到達接收方

（故可能出現(xiàn)表包現(xiàn)急）

數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)報文（包）的形式傳輸

面向報文

（UDP數(shù)鬼報文長度無限制那一次性發(fā)送；不像TCP會拆分）

無擁塞控制由于是不可靠傳輸，即不管是否到達接收方，故不需擁塞控制

3.3優(yōu)缺點

?優(yōu)點：速度快

?缺點：消息易丟失（特別是網(wǎng)絡(luò)較差時）

3.4應(yīng)用場景（對應(yīng)應(yīng)用層協(xié)議）

要求通信速度高

如：

域名轉(zhuǎn)換：DNS協(xié)議

文件傳輸：FTP協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)管理：SNMP協(xié)議

遠程文件服務(wù)器：NFS協(xié)議

3.5報文段格式

UDP的報文段共有2個字段：數(shù)據(jù)字段&首部字段

下面主要介紹首部（8字節(jié)、4個字段）

UDP數(shù)據(jù)部分

字段作用備注

源端口源端口號，需對方回信時使用不需時，則設(shè)為全0

目的端口目的端口號，終點交付報文時需使用到

長度UDP用戶數(shù)據(jù)報的長度最小值是8（僅有首部）

檢驗和檢測UDP用戶數(shù)據(jù)報在傳輸中是否有錯若有錯，則丟棄

計算檢驗和

偽首部實際上不屬于UDP首部

（不向下傳送、也不向上遞交）

3.6TCP.UDP協(xié)議的區(qū)別

特點性能

類型應(yīng)用場景首部字節(jié)

是否面向連接傳輸可■性傳城形式傳輸效率所需資源

曼戌通俗數(shù)摳可?

TCP面向連接可靠字節(jié)流慢多20^0

（如文件傳WL郵件傳輸）

受家通信速度?8個字節(jié)

UDP無連接不可靠數(shù)據(jù)報文段快少

（如匿名轉(zhuǎn)換）（由4個字代組成）

4、HTTP協(xié)議

?簡介

BDHyperTextTransferProtocol.一科超文本傳輸加議

定義€（履于：應(yīng)用層

整定了應(yīng)用進現(xiàn)同通信的設(shè)則

作用0------------------------------------------------

無連接O即：交摸HTTP報文前，不立HTTP連接

簡介

數(shù)據(jù)傳18過程中，不保存任何歷史&狀態(tài)信息

位依效率高0無狀態(tài)Q------------------------------------------------------------------

注：該特性周化了U務(wù)器的設(shè)計，使服務(wù)器更日易支持大■并發(fā)的HTPPiil求

傳循格式兩單0清束時,只震傳送調(diào)求方法&環(huán)徑

采用TCP作為運?星協(xié)議

特點傳?吧士高_2丘加雙：面向連接、可■傳輸

注0?--------

交換St文時.需用先建立TCP連接

MBS好。支將B/S.C/SSI式

其余2

靈活性離OHTTP允存?zhèn)?任意類型的1H8對籟

5、Socket

5.1簡介

即套接字，是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，表現(xiàn)為一

個封裝了TCP/IP協(xié)議族的編程接口（API）

應(yīng)用層

網(wǎng)絡(luò)層

陵路層

媒體

1.Socket不是一種協(xié)?義，而是一個編程調(diào)用接口（API）,屬于傳輸層（主

要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸）

2.即：通過Socket,我們才能在Andorid平臺上通過TCP/IP協(xié)議進行開

發(fā)

3.對用戶來說,只需調(diào)用Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議，即可通

信。

?成對出現(xiàn)，一對套接字：

Socket=｛（IP地址1:PORT端口號），（IP地址2:P0RT端口號）｝

?一個Socket實例唯一代表一個主機上的一個應(yīng)用程序的通信鏈路

6、其他知識

6.1在瀏覽器中輸入url地址。＞顯示主頁的過程

打開一個網(wǎng)頁，整個過程會使用哪些協(xié)議

過程使用的協(xié)議

1瀏覽器查找域名的滬地址

{DNS查找過程：瀏覽器緩存.路由期媛存DNS爆存）DNS：獲取域名對應(yīng)IP

2.瀏覽器向web服務(wù)器發(fā)送一個HTTP請求

（cookies會隨著請求發(fā)送給服務(wù)器）

3.服務(wù)器處理請求?TCP：與服務(wù)器建立TCP連接

（請求處理請求&它的替數(shù)、cookies,生成一個HTML?IP：建立TCP協(xié)議時，需要發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送

響應(yīng)）數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議

?OPSF：IP數(shù)據(jù)包在路由器之間，路由選擇使

用OPSF協(xié)議

?ARP：路由器在與服務(wù)器通信時，需要將ip

4.服務(wù)器發(fā)回一個HTML響應(yīng)

他址轉(zhuǎn)換為MAC地址，需要使用ARP協(xié)議

?HTTP：在TCP建立完成后，使用HTTP!辦議

訪問網(wǎng)頁

5.瀏覽器開始顯示HTML

6.2IP地址（IPv4地址）

?定義

連接在Internet中的每一臺主機（或路由器）的全球唯一的標識符

?組成

IP地址=32位=網(wǎng)絡(luò)號+主機號;即IP地址::=｛〈網(wǎng)絡(luò)號〉，〈主機號

＞）

其中：

網(wǎng)絡(luò)號：標志主機（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)。一個網(wǎng)絡(luò)號在整個因

特網(wǎng)范圍內(nèi)必須是唯一的。

主機號：標志該主機（或路由器）。一個主機號在它面前的網(wǎng)絡(luò)號所指

明的網(wǎng)絡(luò)范圍必須是唯一的。

不同類型的IP地址，其主機號&網(wǎng)絡(luò)號所占字節(jié)數(shù)不同；故：一個IP

地址在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)是唯一的。

?分類

傳統(tǒng)的IP地址是分類的地址，分為A,B,C,D,E五類

區(qū)別在于網(wǎng)絡(luò)號&主機號占的字節(jié)數(shù)不同

?各類IP地址的組成

4------------1字節(jié)----------------，字節(jié)--------X------------I字節(jié)------->€-------X字節(jié)-------?

1294S67891011121314151617181920212223242526272829303132

網(wǎng)間網(wǎng)絡(luò)號|主機號

-1網(wǎng)「l[o|網(wǎng)絡(luò)號|主機號

)mi網(wǎng)絡(luò)號?主機號

網(wǎng)然備.黝多播地址

康(2—3)11Hll1|保留為今后使用

?各類IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡(luò)類別最大可用網(wǎng)絡(luò)數(shù)第一個可用網(wǎng)絡(luò)號最后一個可用網(wǎng)絡(luò)號每個網(wǎng)絡(luò)中的最大主機數(shù)

A27-21126224々

B214-1128.1192,255216-2

C221-1192.0.1223.255.25528-2

?特別注意：在各類IP地址中，有一些IP地址用于特殊用途，不能用于做

主機IP地址

特定地址特殊用途示例

32位全為0本網(wǎng)絡(luò)上的本主機

整個TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的廣播地址

?稱：受限廣搞地址

32位全為155

?實際使用時由于路由器對廣據(jù)域的NI

黑.等效為本網(wǎng)絡(luò)的廣播地址

主機號全為0本網(wǎng)絡(luò)本身

本網(wǎng)絡(luò)的廣播地址

主機號全為155

（直接廣播地址）

目的地址為環(huán)路地址的IP數(shù)據(jù)報永

環(huán)路自檢地址，表示任意主機本身

遠不會出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上

63ICMP協(xié)議

?定義

InternetControlMessageProtocol,即網(wǎng)際控制報文協(xié)議

1.屬于IP層協(xié)議

2.注：ICMP報文不是高層協(xié)議，而是作為IP層數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報

首部，組成IP數(shù)據(jù)報發(fā)出去

?作用

更有效地轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包&提高交付成功的機會

同時允許主機/路由器報告差錯&異常情況

■分類

ICMP差錯報告報文&ICMP詢問報文

?主要應(yīng)用

PING（分組網(wǎng)間探測）、Traceroute（跟蹤1個分組從源點到終點的路

徑，原理=從源主機向目的主機發(fā)送一連串的IP數(shù)據(jù)報）

下面，將主要介紹Ping的過程。

6.4Ping的過程

?定義

PacketInterNetGroper,即分組網(wǎng)間探測

1.是ICMP報文的1個重要應(yīng)用：使用了IPCM回送請求&回送回答報文

2.是應(yīng)用層直接使用網(wǎng)絡(luò)層ICMP的1個例子,無經(jīng)過傳輸層的TCP、

UDP

?作用

測試2個主機的連通性

?原理

1.向目的主機發(fā)送多個ICMP回送請求報文

2.根據(jù)目的主機返回的ICMP回送回答報文中的口寸間戳，從而計算出往返口寸

間

3.最終顯示的結(jié)果：發(fā)送到目的主機的IP地址、發(fā)送&收到&丟失的分

組數(shù)、往返時間的最小、最大&平均值

?過程

假設(shè)有兩臺主機：

（目的主機）PC1:IP=

（源主機）PC2:IP=

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6.5路由器與交換機的區(qū)別

類型所屬OSI模型層級功能

?識別選址&根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包

路由器網(wǎng)絡(luò)層

?維護看路由表，基于路由表進行最佳路線選擇

?識別MAC%址&根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀

交換器數(shù)據(jù)鏈路層

?維護者橋表，棧據(jù)橋表上MAC地址和端口的對應(yīng)關(guān)系進行數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)

6.6Cookie與Session

?簡介

類盟定義作用應(yīng)用場景照理具體侵用

日下在?個網(wǎng)鋁上■入的內(nèi)€&M?cook/主■內(nèi)二?T.值.以?的聞、

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