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

二、课后练习

1. nn乘法表：L1151
2. n以内的素数：L1152
3. 百鸡问题：L1153
4. 数字黑洞：L1154