计算机网络笔记

1.计算机网络体系结构

物理层：数据单元为比特（bit）。

数据链路层：数据单元为帧（frame）。

网络层：数据单元为数据包（packet）。

传输层：数据传输单位为报文段（segment）。

应用层：交互的数据单元为报文（message）。

2.各层协议

1）应用层: (典型设备:应用程序) 

DHCP：动态主机分配协议，使用UDP协议工作。

SNMP：简单网络管理协议，使用UDP协议工作。

FTP：文件传输协议<端口号21>，使用TCP协议工作。

HTTP：超文本传输协议 <端口号 80>，使用TCP协议工作。

POP3：邮局协议的第3 个版本，使用TCP协议工作。

SMTP：简单邮件传输协议 <端口号25>，使用TCP协议工作。

TELNET：远程登录协议 <端口号23>，使用TCP协议工作。

2）传输层:(典型设备:进程和端口)

TCP：传输控制协议         UDP：用户数据报协议        RTP：实时传送协议 

3）网络层:(典型设备:路由器、防火墙)

IP (IPv4 · IPv6)：网络之间互连的协议

ARP：地址解析协议，实现通过IP 地址得 知其物理地址。

RARP：反向地址转换协议，允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP地址。

ICMP：Internet 控制报文协议。 

IGMP：Internet 组管理协议  

RIP：路由信息协议，一种在网关与主机之间交换路由选择信息的标准。

4）数据链路层:(典型设备: 网卡，网桥，交换机) 

CSMA/CD：载波监听多点接入/碰撞检测协议。

PPP：点对点协议面向字节。

5）物理层:(典型设备：中继器，集线器、网线、HUB) 

3.http请求的基本过程：连接、请求、应答、关闭连接。

1）连接： 当我们输入这样一个请求时，首先要建立一个socket连接，因为socket是通过ip和端口建立的，所以之前还有一个DNS解析过程，把www.mycompany.com变成ip，如果url里不包含端口号，则会使用该协议的默认端口号。

2）请求：连接成功建立后，开始向web服务器发送请求，这个请求一般是GET或POST命令（POST用于FORM参数的传递）。GET命令的格式为：GET 路径/文件名 HTTP/1.0（HTTP/1.0指出web浏览器使用的HTTP版本）。

3）应答：web服务器收到这个请求，进行处理，从它的文档空间中搜索子目录mydir的文件index.html。如果找到该文件，Web服务器把该文件内容传送给相应的web浏览器。

4）关闭连接：当应答结束后，web浏览器与Web服务器必须断开，以保证其它Web浏览器能够与Web服务器建立连接。

4.DNS域名解析过程

根域：就是所谓的“.”，根域服务器只是具有13个IP地址，但机器数量却不是13台。

根域下来就是顶级域或者叫一级域，有两种划分方式，一种互联网刚兴起时的按照行业性质划分的com.，net.等，一种是按国家划分的如cn.，jp.，等。每个域都会有域名服务器，也叫权威域名服务器。一级域之后还有二级域，三级域。

5.TCP和UDP的区别

TCP：传输控制协议，提供一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP提供超时重发、丢弃重复数据、流量控制等功能。

UDP：用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的协议，提供不可靠传输，使用最大努力交付。发送前不用建立连接，没有超时重发机制，因此传输速度很快。ping命令原理就是向对方主机发送UDP数据包。

6.三次握手和四次挥手

TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

         

                        三次握手                                                                                    四次握手

建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。

7.为什么采用三次握手而不是二次

    假设A为客户端，B为服务器。采用三次握手是为了防止失效的连接请求报文段突然又传送到B端，因而产生错误。A发出连接请求没有收到B的确认，于是在一段时间后，A又重新向B发送连接请求并且这次建立连接成功，完成数据传输。然而A第一次发送的请求并没有丢失，而是因为因为某种原因延迟到达B，而B以为A又重新发起新的连接请求，于是B同意连接并向A发回确认，但此时A并没有发起新连接，若采用二次握手，B会一直等待A发送数据而A又不理会，会导致B资源浪费。采用三次握手时，由于A没有发起新连接，在B发回确认后不会回应确认报文，因此不会建立连接，不会导致B的资源浪费

8.交换机和路由器

交换机是数据链路层设备，它根据MAC地址寻址。路由器是网络层设备，根据IP地址寻址，路由表是决定如何将包从一个子网传送到另一个子网的，路由表每一行至少包含目标网络号、下一跳接口、netmask这三条信息。

9.IP地址

1）IP地址的分类

        A类IP：从1.0.0.0 – 127.255.255.255，最大主机数16777214

        B类IP：从128.0.0.0 – 191.255.255.255，最大主机数共有65534

        C类IP：从192.0.0.0 – 223.255.255.255，最大主机数254

        D类IP：从224.0.0.0 – 239.255.255.255，D类地址称为广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。

        E类IP：从2240.0.0.0 – 255.255.255.255，E类地址保留给将来使用。

2）网络号计算：IP地址与子网掩码按位与（&）运算