计算机网络

在一台安装好TCP/IP协议的计算机上，当网络连接不可用时，为了测试编写好的网络程序，通常使用的目的主机IP地址127.0.0.1（本地回送地址）

*网络设备

• 物理层的互传设备：中继器(用于扩展局域网网段的长度)、集线器【一种特殊的多路中继器（多端口）】

• 数据链路层：网桥、交换机【多端口的网桥】

• 网络层互传设备：路由器

• 应用层互连设备：网关

• 广播域和冲突域：（不能隔离——一个整体形成一个域，能隔离——每个PC形成各自的域）

*TCP-IP协议

*协议簇

• UDP/IP是基于IP协议之上的
• FTP服务器的控制端口位21，上传文件时的端口为20（数据端口）

1：数据链路层 2：网络层

3：传输层 4：应用层

网络层协议—IP

网络层是整个TCP/IP协议簇的重点。

• IP所提供的服务通常被认为是无连接的（没有确定目标系统在已做好接收数据准备之前就发送数据）、不可靠的（目的系统不对成功接收的分组进行确认）
• 面向连接的传输TCP——源系统与目的系统传送之前需要进行三次握手
• 由于IP只提供无连接、不可靠的服务，所以把差错检测、流量控制、拥塞检测、重发、连接管理、可靠传输之类的服务授权给其他的各层协议

传输层协议

TCP和UDP协议均提供了端口寻址功能

TCP

可靠的、面向连接的、双全工的数据传输服务（不允许数据丢失）

• 利用TCP在源主机和目的主机之间建立和关闭连接操作时。均需要通过三次握手来确认建立和关闭是否成功
• 可靠传输、连接管理、差错校验和重传、流量控制、拥塞控制、端口寻址，其中流量控制采用的是可变大小的滑动窗口协议
• TCP是以牺牲通信量来实现的，TCP会需要更多的时间和通信量来完成任务（在网络不可靠的时候通过牺牲一些时间来达到网络的可靠性是可行的）

UDP

不可靠的、无连接的协议，开销较小（允许数据丢失）

• TCP有助于提供可靠性，UDP有助于提高传输的高速率性（支持交互会话的应用程序往往使用TCP；自己进行检测错误检测或不需要错误检测的应用程序往往使用UDP）
• UDP协议软件的主要作用是将UDP消息展示给应用层
• 在网络十分可靠的情况下，采用UDP，通信量的浪费就很小

*电子邮件服务

SMTP和POP3均是利用TCP端口。（可靠的）、

• 发送文件：SMTP:25——>使用ASCⅡ码文本、文字性附件——>使用MIME协议、PEM协议（私密邮件）
• 接受文件：POP3:110（每次传输以整个E-mail为单位，不能提供部分传输），采用c/s模式

ARP和RARP

地址解析协议ARP和反地址解析协议RARP

• ARP：IP——>MAC地址；广播发送请求，单播发送响应
• RARP：MAC地址——>IP
• 主机、路由器、交换机均有唯一的物理地址，该地址通过网卡给出

DHCP协议

动态主机配置协议

• 功能：集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态地获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等，并能够提升地址地使用率
• DHCP客户端可以从DHCP服务器获取本机IP地址、DNS服务器地址、DHCP服务器地址、默认网关的地址等
• Windows无效地址：169.254.X.X，是系统在DHCP信息租用失败时自动给客户机分配的IP地址
• Linux无效地址：0.0.0.0

*URL

*浏览器

• DNS域名的查询次序：本地的host文件——>本地DNS缓冲——>本地DNS服务器——>根域名服务器
• 主域名服务器在接收到域名请求后的查询次序：本地缓存——>本地host文件——>本地数据库——>转发域名服务器
• HTTP的一次请求过程：

①在浏览器中输入URL，并按下回车键

②对URL进行DNS域名解析，得到对应的IP地址

③根据这个IP，找到对应的服务器，发起TCP连接，进行三次握手

④建立TCP连接后发起HTTP请求

⑤服务器响应HTTP请求，浏览器得到HTML代码

⑥浏览器解析HTML代码，并请求HTML代码中的资源

⑦通信完成，断开TCP连接

⑧浏览器将页面呈现给用户

IP地址和子网掩码

域名与IP地址一一对应，当用户和Internet上的某台计算机交换信息时，只需要使用域名，网络会自动地将其转换成IP地址找到该台计算机

• 各类地址（主机地址/主机号全0的是网络，全1的是广播）

可用主机地址=2^{可用主机位数}➖2（减去广播地址和全0的网络地址）

最小地址：剩余主机位数中最后一位为1，前面全为0【最大地址反之】

划分为多少个子网：2^{主机号被借走的位数}

判断是否为同一子网：网络号（二进制）是否全相同

• 子网掩码

A：255.0.0.0/8 【/8表示有8位为1】

B：255.255.0.0/16

C：255.255.255.0/24

IPV6

IPV6具有长达128位的地址空间，可以彻底解决IPV4地址不足的问题（IPV4具有32位的地址空间）

无线网路

蓝牙——覆盖范围最小的，通信距离最短的

Windows命令

ipconfig/release：DHCP客户端手工释放IP地址 ——释放

ipconfig/flushdns：清除本地DNS缓存内容 ——刷新

ipconfig/displaydns：显示本地DNS内容 ——显示

ipconfig/registerdns：DNS客户端手工向服务器进行注册 ——注册

ipconfig：显示所有网络适配器IP地址、子网掩码和缺省网关值

ipconfig/all：显示所有网络适配器的完整TCP/IP配置信息，包括DHCP服务是否已启动 ——所有

ipconfig/renew：DHCP客户端手工向服务器刷新请求（重新申请IP地址） ——刷新请求

路由器

当Windows服务器收到一个IP数据包时，先查找主机路由——>网络路由（直连网络和远程网络）——>默认路由

• 路由类型

路由类型	说明
主机路由	到达特定主机的路由，子网掩码为255.255.255.255
远程路由	用于不直接连接的网络，可以通过其他路由器到达这种网络Interface字段是本地路由器的IP地址
直连路由	用于直接连接的网络，Interface或 next hop可以为空
默认路由	无法找到确定路由时使用的路由，目标网络和网络掩码都是0.0.0.0
持久路由	利用route add -p命令添加的表项，每次初始化时，这种路由都会加入Windows的注册表中，同时加入路由表

• 各种路由来源的管理距离

如果路由器收到了由多个路由协议转发的、关于某个目标的多条路由，则比较各个路由的管理距离，并采用管理距离小的路由来源提供的路由信息

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