计算机网络
一、知识总结
计算机网络的概念
由多个计算机设备通过通信线路连接而成的系统，可以用于数据交互、信息共享、资源利用，极大地促进了信息交流。
计算机网络的分类
按照地理范围分类
- 个人区域网PAN（Personal Area Network）
- 局域网LAN（Local Area Network）
- 城域网MAN（Metropolitan Area Network）
- 广域网WAN（Wide Area Network）
按照所有权分类
- 公共网络
- 私有网络
按照结构分类
- 星型
- 总线型
- 环型
- 树形
- 网状型
计算机网络的组成
终端设备
个人计算机、智能手机、服务器
网络设备
- 调制解调器：模拟信号与数字信号的转换，例如通过电话线进行网络传输，通常用于将家庭网络接入互联网
- 集线器/交换机：单个网络上设备连接，依靠MAC地址传输
- 路由器：单个或多个网络上设备连接，依靠IP地址传输，例如wifi盒子
传输介质
光纤、无线电波、双绞线
网络软件
网络传输协议、服务软件、应用软件
互联网协议
TCP/IP协议
IP协议：互联网协议
负责将数据从原地址路由到目的地址，通过IP地址确保传输路径的正确。其中IP地址是基于IP协议的网络地址，共有两个版本IPv4和IPv6。
IPv4
- 格式：点分十进制格式，即由四个由点分隔开的十进制数字组成，每个数组的范围都在0-255之间。
- 转换成二进制共有32位
- 最小的IP地址：0.0.0.0
- 最大的IP地址：255.255.255.255
IPv6
- 格式：以冒号分隔的八组十六进制数
- 转换成二进制共有128位
- 例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
TCP协议：传输控制协议
作用：提供可靠的数据传输和连接管理，保证传输的可靠性和有序性。
工作机制：三次握手+四次挥手
三次握手
用于建立TCP连接，确保双方都知道连接的存在，可以开始数据传输。
1Client Server
2 | |
3 | ----------- SYN ------------> |
4 | |
5 | <---------- SYN-ACK --------- |
6 | |
7 | ----------- ACK ------------> |
8 | |
9(Connection Established)- 客户端向服务器发送一个SYN（同步序列编号）包，请求建立连接。
- 服务器收到SYN包后，向客户端发送一个SYN-ACK包，表示同意连接并确认已收到SYN包。
- 客户端收到SYN-ACK包后，向服务器发送一个ACK包，确认已收到SYN-ACK包。
四次挥手
用于终止TCP连接，确保双方都知道连接的终止，可以可靠地释放资源。
1Client Server
2 | |
3 | ----------- FIN ------------> |
4 | |
5 | <---------- ACK ------------ |
6 | |
7 | <---------- FIN ------------ |
8 | |
9 | ----------- ACK ------------> |
10 | |
11(Connection Closed)- 客户端向服务器发送一个FIN（终止）包，表示要终止连接。
- 服务器收到FIN包后，向客户端发送一个ACK包，确认已收到FIN包。
- 服务器向客户端发送一个FIN包，表示同意关闭连接。
- 客户端收到FIN包后，向服务器发送一个ACK包，确认已收到FIN包。
UDP协议：用户数据协议
作用：保证传输速度，但是不要求准确性和完整性
DNS协议
将域名转为IP地址的协议。
HTTP协议
超文本传输协议，提供明文传输。
HTTPS协议
安全超文本传输，提供加密传输。
FTP协议
文件传输协议。
SMTP/POP3/IMAP协议
邮件传输协议。
域名地址
概念
域名地址，通常简称为"域名"，是用于标识和定位互联网上的计算机的易记的名称，用于替代数字IP地址。
格式：一串有层次结构的英文，具有从右往左的分级结构，四级域名.三级域名.二级域名.顶级域名。
特殊域名
- 国家顶级域名：.cn中国、.us美国、.uk英国
- 国际顶级域名：.int
- 通用顶级域名：.edu教育行业、.gov政府机构、.com商业机构、.org公益机构、.mil军事机构
特殊域名结构
在仅有三级域名的情况下，特殊三级域名可表示服务类型
例如：
- www.qq.com为网站主页
- mail.qq.com为邮箱主页