网络基础之网络协议

网络基础

一、操作系统

操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。https://www.chessfanclub.com

二、网络通信

2.1 互联网的本质就是一系列的网络协议

1、C/S 架构和B/S架构

软件的框架分为B/S，C/S

C/S 客户端/服务器：一般情况下，我们使用的软件都是C/S架构的，如：qq,office等，C表示客户端，通过客户端使用软件，S表示服务器，通过服务器处理逻辑

特点：

必须要安装；

软件更新时，服务器和客户端同时更新；

C/S软件不能跨平台使用；

客户端和服务器端采用的是自由协议交互比较安全。

B/S 浏览器/服务器：使用浏览器作为软件客户端进行对服务器的访问，比如京东，淘宝

特点：

不需要安装；

不需要更新；

可以跨平台使用；

采用HTTP协议，相对而言，没有那么安全。

如果没有网络，每台机器就只能彼此独立

服务端（server）端必须满足的条件：

（1）稳定运行（网络、硬件、操作系统、服务端应用软件），对外一直提供服务；

（2）服务端必须绑定一个固定的地址（客户端地址不用固定，客户端先发送数据或请求，然后服务端就能知道它的地址）。

2、互联网两大要素

（1）底层的物理连接介质，是为通信铺好道路的

（2）一套统一的通信标准---->互联网通信协议(计算机界的英语)

2.2 osi网络协议

七层五层四层网络协议

osi 七层协议：

网络应用层协议

应用层协议

1、DNS：域名系统DNS是因特网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换为IP地址。现在顶级域名TLD分为三大类：国家顶级域名nTLD；通用顶级域名gTLD;基础结构域名。域名服务器分为四种类型：根域名服务器；顶级域名服务器；本地域名服务器；权限域名服务器。

2、FTP：文件传输协议FTP是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件类型与格式，并允许文件具有存取权限。FTP其于TCP。

3、telnet远程终端协议：telnet是一个简单的远程终端协议，它也是因特网的正式标准。又称为终端仿真协议。

4、HTTP：超文本传送协议，是面向事务的应用层协议，它是万维网上能够可靠地交换文件的重要基础。http使用面向连接的TCP作为运输层协议，保证了数据的可靠传输。

5、电子邮件协议SMTP：即简单邮件传送协议。SMTP规定了在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。SMTP通信的三个阶段：建立连接、邮件传送、连接释放。

6、POP3：邮件读取协议，POP3(Post Office Protocol 3)协议通常被用来接收电子邮件。

网络传输层协议

典型设备: 进程和端口

数据单元：数据段 （Segment）

TCP （Transmission Control Protocol ）传输控制协议提供可靠的面向连接的服务，传输数据前须先建立连接，结束后释放。可靠的全双工信道。可靠、有序、无丢失、不重复。

UDP (User Datagram Protocol ）用户数据报协议发送数据前无需建立连接，不使用拥塞控制，不保证可靠交付，最大努力交付。

网络层协议

典型设备:路由器，防火墙、多层交换机)

数据单元：数据包（Packet ）

IP (IPv4 · IPv6) (Internet Protocol) 网络之间互连的协议

ARP (Address Resolution Protocol) 即地址解析协议，实现通过IP 地址得 知其物理地址。

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)反向地址转换协议允许局域 网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP地址。

ICMP (Internet Control Message Protocol ）Internet 控制报文协议。它是TCP/IP 协议族的一个子协议，用于在IP 主机、路由器之间传递控制消息。

IGMP (Internet Group Management Protocol) Internet 组管理协议,是因特 网协议家族中的一个组播协议，用于 IP 主机向任一个直接相邻的路由器报 告他们的组成员情况。

数据链路层

典型设备: 网卡，网桥，交换机

数据单元：帧 （Frame）

PPP(Point-to-Ponit Protocol)点对点协议面向字节，由三部分组成：一个将IP 数据报封装到串行链路的方法；一个用于建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议

停止等待协议：

CSMA/CD(Carrrier Sense Multiple Access with Collision Detection)载波监听多点接入/碰撞检测协议。总线型网络，协议的实质是载波监听和碰撞检测。载波监听即发数据前先检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如暂时不发数据，避免碰撞。碰撞检测为计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。

ARQ（Automatic Repeat-reQuest ）自动重传请求协议，错误纠正协议之一，包括停止等待ARQ 协议和连续ARQ 协议，错误侦测、正面确认、逾时重传与负面确认继以重传等机制。

物理层

典型设备：中继器，集线器、网线、HUB

数据单元：比特 （Bit）

以太网物理层、调制解调器、PLC 、SONET/SDH 、G.709 、光导纤维、 同轴电缆、双绞线

网络协议总结

HTTP请求/响应报文:

HTTP请求报文组成：请求行+请求头+空行+请求体；

HTTP响应报文组成：响应行+响应头+空行+响应体；

请求行：请求方法(HEAD/GET/POST) + 请求URL + HTTP协议版本；

响应行：HTTP协议版本 + 状态码 + 状态码描述；

请求头：比如客户端的Cookie和User-Agent就放在这里；

响应头：比如服务器的Set-Cookie和Server信息就放在这里；

请求体：比如客户端POST的数据就放在这里(对比:GET的数据放在请求行的URL里)；

响应体：比如服务器返回的HTML和JSON数据就放在这里。

常见的请求头有哪些

User-Agent:模拟浏览器访问；

Cookie：模拟用户登录信息；

Host：访问网址的IP是什么；

Accept：可接受的网页格式是什么；

Accept-Language:可接受的语言是什么；

Accept-Encoding:可接受的编码格式。

常见的状态码有哪些

200/OK： 请求成功；

201/Created: 请求已被实现，且一个新资源已根据请求被建立，URI跟随Location头信息返回；

202/Accepted: 服务器已接受请求，但尚未处理；

400/Bad Request: 请求无法被服务器理解；

401/Unauthorized: 当前请求需要用户验证；

403/Forbidden: 服务器已理解请求，但拒绝执行；

404/Not Found。

响应代码：200表示成功，3xx表示重定向，4xx表示客户端发送的请求有错误，5xx表示服务器端处理时发生了错误

1xx 接收部分数据；

2xx 成功；

3xx 重定向错误；

4xx 客户端错误；

5xx 服务器错误。

TCP 和 UDP 的区别

TCP 是面向连接的，UDP 是面向无连接的；

UDP程序结构较简单；

TCP 是面向字节流的，UDP 是基于数据报的；

TCP 保证数据正确性，UDP 可能丢包；

TCP 保证数据顺序，UDP 不保证。

什么是面向连接，什么是面向无连接

在互通之前，面向连接的协议会先建立连接，如 TCP 有三次握手，而 UDP 不会。

TCP 为什么是可靠连接

通过 TCP 连接传输的数据无差错，不丢失，不重复，且按顺序到达。；

TCP 报文头里面的序号能使 TCP 的数据按序到达；

报文头里面的确认序号能保证不丢包，累计确认及超时重传机制；

TCP 拥有流量控制及拥塞控制的机制；https://www.chessfanclub.com

TCP 的顺序问题，丢包问题，流量控制都是通过滑动窗口来解决的；

拥塞控制时通过拥塞窗口来解决的。