计算机网络
- 一些关于计算机网络的简单笔记
- 由于自己没有学过相关课程全靠自己理解
一些定义
- C/S 模式（Client/Server） B/S (Browser/Server)
- URL(Uniform Resource Locator) 统一资源定位符
- 子网掩码： 真实IP是IP AND 上子网掩码
- 目的是将网络地址和主机地址两部分
- 255.255.255.0 相当于把后8位去掉，局域网大小小于256个设备
OSI分层
- 参考OSI的模型可以更好的理解一些概念
- 分层更加分离，更加透明，在每一个层面都可以建立标准
- 对于这个层次，我们并不需要知道下一个层次是怎么work的，只要接受下一层的数据就可以
- （HTTP并不需要知道是IPv4还是v6，只需要传过来的数据满足HTTP协议即可）
- 对于这个层次，我们并不需要知道下一个层次是怎么work的，只要接受下一层的数据就可以
| 物理层 | 网线 |
| 数据链路层 | 网卡 |
| 网络层 | 路由器（IP，ICMP） |
| 应用层 | HTTP、FTP、SMTP、TELNET |
| ↕接口 | Socket |
| 传输层 | TCP UDP（DCCP） |
- 路由器对应的协议有比如 IP，ICMP等
- P是protocol，所以IP协议其实是重复叫法，放在高考语文是病句
Socket
- Socket被翻译为“套接字”（很台湾风味的一个翻译），是应用层与传输层之间的一个管道
- 看做是一个应用进程
- 因为传输层以下一般都是操作系统来控制的
- 而应用层协议一般通过应用进程来控制
- 这个接口是一个API，建立应用程序与底层协议的Bridge
- 面向Socket编程
- 标识为 IP：port
- 端口号自动配置或者手动指定
- 80端口为Web Server（比如Nginx）的默认端口
- 看做是一个应用进程
- 传输层
- 应用程序之间的逻辑通信
- 多路复用
- 和物理层的多路复用（TDM，FDM）不太一样
- 本质是多个数据报文的同时接受与发送：
- 对每个数据包都做单独的处理
UDP & TCP
- 对每个数据包都做单独的处理
- UDP
- 对IP协议的一个很简单的拓展
- 接受从网络层过来的数据，区分一下PORT号就丢给进程了（可以做差错检测，也可以不做）
- 简单，高度可定制（在应用层定制）
- 相对TCP来说不用建立和维护连接，直接传
- 数据帧中头部占的成分较小
- 应用层可以控制发送时间和数据（可以完成复杂动作）
- UDP不提供重传！
- 对IP协议的一个很简单的拓展
- TCP
- 一个出色的，面向连接的，PORT2PORT的协议
- 按序字节流协议（好难理解）
- 接收端和发送端都会存储一定的数据，用于重传和重组
- 3次握手，4次挥手
- 3次握手： （建立连接）
- 某一端 发出 建立连接的请求
- 同时会初始化序列号 X
- 另外一端 同意建立连接请求，并且返回一个报文：
- SYN=1 ACK=1
- 确认报文是X+1
- 收到确认建立请求报文，再返回一个确认报文
- ACK=1
- 确认报文序列号为Y+1
- 某一端 发出 建立连接的请求
- WHY Not 两次握手
- 防止，A发出请求建立连接的一个数据包很久都没有发过去，又发送了一次建立连接请求，这个时候，B收到了之前的那个请求，并且ack了，这时候A收到的B的请求实际上是回应第一次发出的请求，而不是第二次的，这样就混乱了。
- 4次挥手： （断开连接）
- A准备断开连接，发送FIN=1，ACK=1
- B收到了FIN报文，回复一个确认报文（此时仍然可以正常传输数据（可以把之前没有传完的数据接着传））
- 当B把需要传完的数据都传好了，再给A发送一个FIN报文
- A收到FIN报文，并且返回一个确认
- 当B收到A的确认报文之后就可以断开连接了，但是A不行（如果A发出的确认报文在路上丢失了，那么B将会重发FIN报文，这样就会卡死）所以A要在一段时间（一般是2*数据报文的最大存活时间之后）没有收到FIN，也可以断开连接
- 之所以要4次挥手是因为TCP是全双工的
- 3次握手： （建立连接）
- 网路层
- 核心任务： 转发与路由（Route）
- 需要知道数据去哪儿？
- 包含了比如IP协议，ICMP协议等
- 传输层来的TCP/UDP的数据包，需要在网络层添加一个头部，共通组成了IP数据报，然后交给数据链路层
- 包含了转发的目标（IP）地址
IP
- 包含了转发的目标（IP）地址
- IP
- 长度32bit
- 划分开成子网
- 由网络号（位数不确定，大子网位数小）+主机号组成
- 现在划分子网的方式一般是24（网络号）/8（主机号）
DHCP
- 现在划分子网的方式一般是24（网络号）/8（主机号）
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 动态主机配置协议
- 动态获取IP就是via这种方式，否则配置静态IP需要子网掩码，DNS服务器地址等
- 简单而且IP利用率高
- 具体流程：
- 发送发现报文 - 想上文的设备在局域网中广播一个DHCP报文，谁会回应就是DHCP服务器
- DHCP服务器可能不止一个
- 提供报文 - DHCP寻找一个available的合适IP
- 可能有多个DHCP服务器都提供了IP
- 请求报文 - 想要上文的设备发送请求报文，询问能不能使用某IP
- 设备在多个IP中随便选了一个，再询问能不能用
- 确认报文 - DHCP服务器发送确认
- 所有DHCP看看这个IP是不是自己的，更新自己的表
- 以上报文包含了IP，子网掩码等信息
- 发送发现报文 - 想上文的设备在局域网中广播一个DHCP报文，谁会回应就是DHCP服务器
- 一些知识
- 默认DHCP服务器端口是67
- 设备的DHCP请求端口默认是68
- 发现报文 IP：0.0.0.0 目的IP：255.255.255.255
- 在应用层实现，通过进程实现
DNS(Domain Name Server)
- 域名解析服务器
MAC(Media Access Control)
- 唯一标识符
- 在物理层传输中靠它识别身份
- MAC地址是网卡出厂时设定的
- 由组织和厂家分配
- IP地址是网络层的地址，而MAC地址是数据链路层的地址
- MAC与IP地址之间的映射由ARP(Address Resolution Protocol)协议完成
端口
- 全称是协议端口（Protocol Port）可以理解为一个Queue，数据被按照目标端口入队，等待被进程取用
- 一台一个IP地址的设备提供多种服务：比如HTTP，FTP，SMTP等
- 端口号的范围从0~65536（16比特）
- 80 - HTTP； 21 - FTP
- 个人理解应该在网络层，给应用程序分配的
网关
- 是一个网络层的概念,PC把所有的IP包都发送到一个地址上,这个地址(用作中转)在路由器中,用于转发
