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计算机网络基础

作者:jcmp      发布时间:2021-05-12      浏览量:0
今天回顾了下计算机网络基础知识,把自己的

今天回顾了下计算机网络基础知识,把自己的心得写下来。

在上一篇写到,计算机系统的组成包括硬件和软件,硬件比如CPU,网卡,内存,硬盘等等,软件包括操作系统和应用软件,当我们给电脑装好系统时,一台电脑就可以工作了,但是你不能自己一个人玩,你得和其他人打交道,得从其他的网站获取资源,这就涉及到了网络。

每台电脑都遵循着相同的标准(协议),电脑与电脑之间就可以互相理解。而这个标准就是TCP/IP协议栈。本文以五层协议来解析下网络各层的职责。

图片来自百度

OSI五层协议由物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层组成。

做一个比较形象的比喻,你和你的小伙伴小明在一个教室1上课(教室1为一个局域网),此时你喊小明是SB,你在教室里发出的是广播信号,局域网可以听得到,此时小明得知,这句话是在说他,然后小明就收到了消息,并且也喊一嗓子:你说得对。其他人没有做出回应是因为小明是SB这句话不是给他们的。在你隔壁教室有个老王正在上课,你又大喊一声:老王,你放学别走。此时他听不到,你的广播只能在你的教室了听得到,到不了他的那个教室。那这个时候为了让老王听到,在门口站了个同学A1,在过道上站了同学A2,隔壁教室门口也站了同学A3,你可以把这句话送给A1(相当于你这个局域网的网关),A1发给过道同学A2(路由器),A2再送给A3,A3此时大喊一声:老王,你放学别走。此时老王就收到了消息。在我看来网关也是个路由器,路由器是识别网络地址的,路由器把消息传送到你所在的局域网,你如果只有IP地址是没有用的,因为路由器找不到你的网络地址,所以此时子网掩码就体现了他的作用,子网掩码和IP地址做与计算得到的就是计算机所在的网络地址。

顺便再解释下上图中的DHCP和DNS,在互联网上,需要靠TCP/UDP,端口,IP地址来标识唯一的一个进程,当你打开电脑时,在某处有个DHCP服务在向你提供可用的IP地址,此时你就有了IP地址。实际上在互联网中,是提供IP地址和对应的端口来进行通信的,但是假如你要访问百度,记住百度的IP地址是很费力的,此时就可以通过域名来代替IP地址,域名简单好记,但是在本质上还是通过IP地址来访问的,只是这一步在DNS服务器帮你做了(把域名转换为IP地址)。如下图所示:

为什么DNS服务器只能有13台?

因为DNS是基于UDP的,在Internet数据传输中,UDP数据长度控制在576字节(Internet标准MTU值),而在许多UDP应用程序设计中数据包被限制成512字节或更小。这样可以防止数据包的丢失。UDP数据包512字节限制了信息量,又因为要UDP报文中包含所有的根服务器信息所以只能有13个。具体的自己百度去。

要想到了一个比喻,感觉挺形象的。

一台计算机要和其他的计算机进行通信就需要连接到网络(不管是局域网还是跨网段),计算机与计算机之间通信遵循TCP/IP协议就可以实现互联。常用的协议模型为五层协议。从上到下为应用层、传输层、网络层数据链路层和物理层。计算机A和计算机B进行通信,首先要知道计算机B的地址。那么在协议中规定,一个唯一标识的程序有下面的几个元素:udp/tcp+port+IP。目的IP可以找到计算机B的网络地址,找到网络地址后通过B的MAC地址直接将A的信息发送给B。但是B上运行着好多程序,那么那个程序才是要接受信息的程序。通过port可以找到运行在B机器的程序。可以将这个过程打一个比方。

比如公司现让我巴铁首都伊斯兰堡的一家烧饼店考察烧饼卖的好不好,首先我得知道伊斯兰堡在哪里(对方的IP),之后我可能先走十五里山路到乡里(路由),之后我问乡长,去伊斯兰堡怎么走。乡长一脸崇拜的说,小伙子,虽然我不知道伊斯兰堡在哪里,但是我建议你先到县城里去看看,问问县长。之后我就做公交车去去县城找县长(乡可以认为是MAC,县可以认为是一个MAC地址)。县长说他也不知道,你要去伊斯兰堡,可以先到坐火车到北京,到北京之后再打听打听。之后我就做火车去北京。下了火车,我就问工作人员,我怎么才可以到伊斯兰堡。工作人员告诉我可以做飞机飞到伊斯兰堡。然后我到了伊斯兰堡。到了伊斯兰堡后我就可以在伊斯兰堡的飞机场的地图上找到烧饼店的位置然后到烧饼店去考察下烧饼生意好不好做,我并没有去烧饼店吃烧饼。 对上述的场景进行的分析:

在这个信息传送的过程,我一直都知道目的地,没到一处地方,不管是做火车还是做飞机,其实是路由的方式不同而已,其本质上都是MAC信息的传送。