【网络基础】计算机网络基础知识

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计算机网络体系结构

此部分内容来自：https://cyc2018.github.io/CS-Notes/

OSI七层，五层协议，TCP/IP.

七层：物理层，数据链路层，网络层，运输层，会话层，表示层，应用层

五层协议：物理层，数据链路层，网络层，运输层，应用层

TCP/IP:：网络接口层，网际层，运输层，应用层

其中，应用层：为特定的应用程序提供数据传输服务，例如http，DNS等协议

数据单位为报文

传输层：为进程提供通用数据传输服务。该层存在两种协议：

传输控制协议TCP：提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；

用户数据报协议UDP：提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报；

TCP：提供完成性服务，UDP提供及时性服务。

网络层：为主机提供数据传输服务。把传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。

数据链路层：链路层协议就是为同一链路的主机提供数据传输服务，数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。

物理层：考虑怎么在传输媒体上传输数据比特流。尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异。

 

在OSI中，表示层负责数据压缩，加密以及数据描述；会话层建立以及管理会话。

TCP/IP只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并成网络接口层。

数据向下的过程是添加下层协议所需要的首部或者尾部，而向上的过程中不断拆开首部和尾部。

路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心，不需要为进程或者应用程序提供服务。

网络层：IP协议等，把分组发送到目的主机。

IP数据报格式=首部+数据部分

IP地址编址方式：分类、子网分类、无分类

传输层：提供进程间的逻辑通信。

在该层就能回答TCP和UDP的区别啦！

1，UDP和TCP的特点：

• 用户数据报协议User Datagram Protocol 是无连接的，尽最大可能交付，没有拥塞控制，面向报文，支持一对一，一对多，多对一，多对多的交互通信。
• 传输控制协议Transmission Control Protocol是面向连接的，提供可靠交互，有流量控制，拥塞控制，提供全双工通信，面向字节流，每一条TCP连接只能是点对点的。

2，UDP首部格式

只有8个字节 = 源端口，目的端口，长度，校验和

3，TCP首部格式

包含：序号，用于对字节流进行编号；确认号，期望收到的下一个报文段序号；

数据偏移：数据部分距离报文段起始处的偏移量，实际上指的是首部的长度；

确认ACK：ACK=1，确认号字段有效，否则无效；

同步SYN：在连接建立时用来同步序号，当SYN=1，ACK=0，只是一个连接请求报文段。。若对方同意连接，则响应报文中SYN=1，ACK=1

终止FIN：释放一个连接，当FIN=1时，表示报文段的发送方数据已发送完毕，并要求释放连接。

窗口：窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。

TCP 三次握手：

第三次握手原因是防止失效的连接请求到达服务器，让服务器错误打开连接。

客户端发送的连接请求如果在网络中滞留，那么会隔很长一段时间才能收到服务器发回的连接确认。

客户端等待一个超时重传时间之后，就会重新请求连接，但是这个滞留的连接请求还是会到达服务器，如果不进行三次握手，那么服务器会打开两个链接。

TCP的四次挥手：

四次挥手原因：1，服务器收到连接释放报文后，进入CLOSED-WAIT状态。将还未发送完毕的数据传送完毕，接着才会发送FIN1

2，客户端进入TIME_WAIT，设置等待2MSL，确保最后一个确认报文能够到达，如果B没收到A的确认报文就会重新发送连接请求；

还有为了让本连接持续时间内产生的所有报文都从网络中消失。

TCP可靠传输，如果一个已发送的报文在超时时间内没有收到确认，就会重发。

TCP拥塞控制：如果网络出现拥塞，分组就会丢失，那么发送方再重发，会造成拥塞程度更高。

四个算法进行拥塞控制：慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复

应用层：

DNS-分布式数据库-用于提供域名和IP地址的转换服务。

域名分三级："."根域名；edu,gov,com,net顶级域名，nsu,mit. google,att二级域名

DNS可以使用UDP/TCP进行传输，端口号53

Web页面请求过程：

1，DHCP动态主机配置，进行配置主机信息，包括IP地址，子网掩码，DNS服务器

2，ARP地址解析协议解析MAC地址

3，DNS解析域名

4，HTTP请求页面