运维必备!请收好这一份详细&清晰的计算机网络基础学习指南

来源:简书,作者:Carson_Ho

链接:https://www.jianshu.com/p/45d27f3e1196

前言

计算机网络基础是研发/运维工程师都需掌握的知识,但往往会被忽略。

今天,我将献上一份详细 & 清晰的计算机网络基础学习指南,涵盖 TCP / UDP协议、Http协议、Socket等,希望你们会喜欢。

1. 计算机网络体系结构

1.1 简介

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。

1.2 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OSI 与 TCP / IP的体系结构,目的是为了学习 & 讲解计算机原理。

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。

TCP / IP的体系结构详细介绍

由于 TCP / IP体系结构较为广泛,故主要讲解。

OSI的体系结构详细介绍

2. TCP协议

Transmission Control Protocol,即传输控制协议

属于传输层通信协议

基于TCP的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP、Telnet 和 POP3。

关于TCP的其他知识:如三次握手、四次挥手、无差错控制原理等,具体请看文章:计算机网络:这是一份全面 & 详细 的TCP协议攻略

3. UDP协议

3.1 定义

User Datagram Protocol,即用户数据报协议

属于传输层通信协议

基于UDP的应用层协议有 TFTP、SNMP 与 DNS

3.2 特点

无连接的、不可靠的、面向报文、无拥塞控制,具体介绍如下:

3.3 优缺点

优点:速度快

缺点:消息易丢失(特别是 网络较差时)

3.4 应用场景(对应应用层协议)

要求通信速度高

如:

域名转换:DNS协议

文件传输:FTP协议

网络管理:SNMP协议

远程文件服务器:NFS协议

3.5 报文段格式

UDP的报文段共有2个字段:数据字段 & 首部字段

下面主要介绍首部(8字节、4个字段)

3.6 TCP、UDP协议的区别

4. HTTP协议

简介

5. Socket

5.1 简介

即套接字,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)

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)

即:通过Socket,我们才能在Andorid平台上通过 TCP/IP协议进行开发

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:

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

6. 其他知识

6.1 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

6.2 IP地址(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::={,}

其中:

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

特别注意: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

6.3 ICMP协议

定义

Internet Control Message Protocol,即 网际控制报文协议

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

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)

下面,将主要介绍Ping的过程。

6.4 Ping的过程

定义

Packet InterNet Groper,即分组网间探测

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

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

假设有两台主机:

(目的主机)PC1:IP = 192.168.1.1

(源主机)PC2:IP = 192.168.1.2

6.5 路由器与交换机的区别

6.6 Cookie 与 Session

简介

区别 & 对比

6.7 Cookie 与 Token

简介

基于Cookie的身份验证 & 验证流程

基于Token的身份验证 & 验证流程

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