计算机网络知识点

一、计算机网络概述--TCP/IP

TCP/IP与OSI的对比

物理层作用：连接不同的物理设备，传输比特流。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输　　

 

数据链路层作用：在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将来自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。包括物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等.

有关数据链路层的重要知识点：
1、数据链路层为网络层提供可靠的数据传输；
2、基本数据单位为帧；
3、主要的协议：以太网协议；
两个重要设备名称：网桥和交换机（物理网桥一般很少使用）。
数据封装成帧："帧"是数据链路层数据的基本单位

 

网络层的作用就是选择合适的网间路由和交换节点，确保数据及时传送。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组和包进行传送。在TCP/IP体系结构中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫IP数据报，简称IP报文。

网络层中涉及众多的协议，其中包括最重要的协议，也是TCP/IP的核心协议——IP协议

其中，版本指IP协议的版本，占4位，如IPv4和IPv6；首部位长度表示IP首部长度，占4位，最大数值位15；总长度表示IP数据报总长度，占16位，最大数值位65535；TTL表示IP数据报文在网络中的最大老化时间，占8位；协议表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的，如TCP、UDP。

IP协议的转发流程

网络层中路由的概述

路由分为静态路由和动态路由以及IGP和BGP

静态路由：人工配置，难度和复杂度高（其实不是很复杂，一般都是简单的几跳路由）

动态路由：1、链路状态路由（LS）：向所有隔壁路由发送信息收敛快；全局式路由选择算法，每个路由器计算路由时，需构建整个网络拓扑图；利用Dijkstra算法求源端到目的端网络的最短路径

　　　　　2、距离-向量路由（DV）：向所有隔壁路由发送信息收敛慢、会存在回路

IGP(内部网关协议)：包括RIP、OSPF、ISIS、MPLS

BGP（边界网关协议）：BGP、M-BGP、

传输层作用：是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。其中网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

传输层中两个重要的协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）

使用端口（port）来标记不同的网络进程,使用16进制表示（0~65535）

UDP协议详解：

UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议)，是一个非常简单的协议

TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议)，是计算机网络中非常复杂的一个协

TCP的三次握手

为什么需要三次握手？

第一次握手：客户发送请求，此时服务器知道客户能发；

第二次握手：服务器发送确认，此时客户知道服务器能发能收；

第三次握手：客户发送确认，此时服务器知道客户能收。

建立连接（三次握手）：

第一次：客户向服务器发送连接请求段，建立连接请求控制段（SYN=1），表示传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x，此序列号代表整个报文段的序号（seq=x）；客户端进入 SYN_SEND （同步发送状态）；
第二次：服务器发回确认报文段，同意建立新连接的确认段（SYN=1），确认序号字段有效（ACK=1），服务器告诉客户端报文段序号是y（seq=y），表示服务器已经收到客户端序号为x的报文段，准备接受客户端序列号为x+1的报文段（ack_seq=x+1）；服务器由LISTEN进入SYN_RCVD （同步收到状态）;
第三次:客户对服务器的同一连接进行确认.确认序号字段有效(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时，客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后，也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据

TCP的四次挥手

释放连接（四次挥手）

第一次：客户向服务器发送释放连接报文段，发送端数据发送完毕，请求释放连接（FIN=1），传输的第一个数据字节的序号是x（seq=x）；客户端状态由ESTABLISHED进入FIN_WAIT_1（终止等待1状态）；
第二次：服务器向客户发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），服务器传输的数据序号是y（seq=y），服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;服务器状态由ESTABLISHED进入CLOSE_WAIT（关闭等待）； 客户端收到ACK段后，由FIN_WAIT_1进入FIN_WAIT_2；
第三次:服务器向客户发送释放连接报文段，请求释放连接（FIN=1），确认字号段有效（ACK=1），表示服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;表示自己传输的第一个字节序号是y+1（seq=y+1）；服务器状态由CLOSE_WAIT 进入 LAST_ACK （最后确认状态）；
第四次：客户向服务器发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），表示客户传输的数据序号是x+1（seq=x+1），表示客户期望接收服务器数据序号为y+1+1（ack_seq=y+1+1）；客户端状态由FIN_WAIT_2进入TIME_WAIT，等待2MSL时间，进入CLOSED状态；服务器在收到最后一次ACK后，由LAST_ACK进入CLOSED

　　

应用层作用：为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口

应用层重点：
数据传输基本单位为报文；
包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。

 DNS详解

DNS（Domain Name System:域名系统）【C/S，UDP，端口53】：解决IP地址复杂难以记忆的问题,存储并完成自己所管辖范围内主机的 域名 到 IP 地址的映射。

域名解析的顺序：【1】浏览器缓存，【2】找本机的hosts文件，【3】路由缓存，【4】找DNS服务器（本地域名、顶级域名、根域名）->迭代解析、递归查询。

DHCP（Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议）：是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议。 作用：为临时接入局域网的用户自动分配IP地址。

HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议）【TCP，端口80】：是可靠的数据传输协议，浏览器向服务器发收报文前，先建立TCP连接，HTTP使用TCP连接方式（HTTP自身无连接）。

HTTP请求报文方式：

1. GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体；
2. POST：向指定资源提交数据进行处理请求；
3. DELETE：请求服务器删除指定的页面；
4. HEAD：请求读取URL标识的信息的首部，只返回报文头；
5. OPETION：请求一些选项的信息；
6. PUT：在指明的URL下存储一个文档。

HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议，端口号443。基于HTTP协议，通过SSL或TLS提供加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性保护。