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前言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)是研發(fā)/運(yùn)維工程師都需掌握的知識(shí)，但往往會(huì)被忽略。

今天，我將獻(xiàn)上一份詳細(xì) & 清晰的計(jì)算機(jī)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(huì)喜歡。

• 定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層 + 其協(xié)議的集合。

• 作用定義該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的所能完成的功能。

計(jì)算機(jī)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(shí)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(jì)算機(jī)原理。

低三層為通信子網(wǎng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸；

高三層為資源子網(wǎng)，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)處理；

傳輸層承上啟下。

• TCP / IP的體系結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹由于 TCP / IP體系結(jié)構(gòu)較為廣泛，故主要講解。

• OSI的體系結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹

Transmission Control Protocol，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(shí)：如三次握手、四次揮手、無差錯(cuò)控制原理等，具體請(qǐng)看文章：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：這是一份全面 & 詳細(xì) 的TCP協(xié)議攻略

User Datagram Protocol，即用戶數(shù)據(jù)報(bào)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

無連接的、不可靠的、面向報(bào)文、無擁塞控制，具體介紹如下：

• 優(yōu)點(diǎn)：速度快

• 缺點(diǎn)：消息易丟失（特別是 網(wǎng)絡(luò)較差時(shí)）

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(yuǎn)程文件服務(wù)器：NFS協(xié)議

UDP的報(bào)文段共有2個(gè)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(gè)字段）

• 簡(jiǎn)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(gè)封裝了 TCP / IP協(xié)議族 的編程接口（API）

1. Socket不是一種協(xié)議，而是一個(gè)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(tái)上通過 TCP/IP協(xié)議進(jìn)行開發(fā)

3. 對(duì)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(duì)出現(xiàn)，一對(duì)套接字：

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

• 一個(gè) Socket 實(shí)例 唯一代表一個(gè)主機(jī)上的一個(gè)應(yīng)用程序的通信鏈路

打開一個(gè)網(wǎng)頁，整個(gè)過程會(huì)使用哪些協(xié)議

• 定義連接在Internet中的每一臺(tái)主機(jī)（或 路由器）的全球唯一的標(biāo)識(shí)符

• 組成IP地址 = 32位 = 網(wǎng)絡(luò)號(hào) + 主機(jī)號(hào)；即IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>，<主機(jī)號(hào)>}

其中：

網(wǎng)絡(luò)號(hào)：標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)在整個(gè)因特網(wǎng)范圍內(nèi)必須是唯一的。主機(jī)號(hào)：標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。一個(gè)主機(jī)號(hào)在它面前的網(wǎng)絡(luò)號(hào)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(jī)號(hào) & 網(wǎng)絡(luò)號(hào)所占字節(jié)數(shù)不同；故：一個(gè)IP地址在整個(gè)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(hào) & 主機(jī)號(hào)占的字節(jié)數(shù)不同

• 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(jī)IP地址

• 定義Internet Control Message Protocol，即 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議

1. 屬于IP層協(xié)議

2. 注：ICMP報(bào)文不是高層協(xié)議，而是作為IP層數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報(bào)首部，組成IP數(shù)據(jù)報(bào)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(jī)會(huì)

同時(shí)允許主機(jī) / 路由器報(bào)告差錯(cuò) & 異常情況

• 分類ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文 & ICMP詢問報(bào)文

• 主要應(yīng)用PING（分組網(wǎng)間探測(cè)）、Traceroute（跟蹤1個(gè)分組從源點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，原理 = 從源主機(jī)向目的主機(jī)發(fā)送一連串的IP數(shù)據(jù)報(bào)）

下面，將主要介紹Ping的過程。

• 定義Packet InterNet Groper，即分組網(wǎng)間探測(cè)

1. 是 ICMP報(bào)文的1個(gè)重要應(yīng)用：使用了IPCM回送請(qǐng)求 & 回送回答報(bào)文

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

• 作用測(cè)試2個(gè)主機(jī)的連通性

• 原理

1. 向目的主機(jī)發(fā)送多個(gè)ICMP回送請(qǐng)求報(bào)文

2. 根據(jù) 目的主機(jī)返回的ICMP回送回答報(bào)文中的時(shí)間戳，從而計(jì)算出往返時(shí)間

3. 最終顯示的結(jié)果：發(fā)送到目的主機(jī)的IP地址、發(fā)送 & 收到 & 丟失的分組數(shù)、往返時(shí)間的最小、最大 & 平均值

• 過程

  假設(shè)有兩臺(tái)主機(jī)：

  （目的主機(jī)）PC1：IP = 192.168.1.1

  （源主機(jī)）PC2：IP = 192.168.1.2

• 簡(jiǎn)介

• 區(qū)別 & 對(duì)比

• 簡(jiǎn)介

• 基于Cookie的身份驗(yàn)證 & 驗(yàn)證流程

• 基于Token的身份驗(yàn)證 & 驗(yàn)證流程