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計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)歸納干貨
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)日益走進(jìn)人們的工作、學(xué)習(xí)和生活，成為專業(yè)技術(shù)人員不可或缺的工具。下面是關(guān)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)歸納，歡迎大家參考!
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或者說是約定的集合。因?yàn)椴煌脩舻臄?shù)據(jù)終端可能采取的字符集是不同的，兩者需要進(jìn)行通信，必須要在一定的標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行。一個(gè)很形象地比喻就是我們的語言，我們大天朝地廣人多，地方性語言也非常豐富，而且方言之間差距巨大。A地區(qū)的方言可能B地區(qū)的人根本無法接受，所以我們要為全國人名進(jìn)行溝通建立一個(gè)語言標(biāo)準(zhǔn)，這就是我們的普通話的作用。同樣，放眼全球，我們與外國友人溝通的標(biāo)準(zhǔn)語言是英語，所以我們才要苦逼的學(xué)習(xí)英語。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議同我們的語言一樣，多種多樣。而ARPA公司與1977年到1979年推出了一種名為ARPANET的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議受到了廣泛的熱捧，其中最主要的原因就是它推出了人盡皆知的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。目前TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為Internet中的“通用語言”，下圖為不同計(jì)算機(jī)群之間利用TCP/IP進(jìn)行通信的示意圖。
1. 網(wǎng)絡(luò)層次劃分
為了使不同計(jì)算機(jī)廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)能夠相互通信，以便在更大的范圍內(nèi)建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在1978年提出了“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”，即著名的OSI/RM模型(Open System Interconnection/Reference Model)。它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議劃分為七層，自下而上依次為：物理層(Physics Layer)、數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)、網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)、傳輸層(Transport Layer)、會(huì)話層(Session Layer)、表示層(Presentation Layer)、應(yīng)用層(Application Layer)。其中第四層完成數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，上面三層面向用戶。
2. OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型
TCP/IP協(xié)議毫無疑問是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議，沒有它就根本不可能上網(wǎng)，任何和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的操作都離不開TCP/IP協(xié)議。不管是OSI七層模型還是TCP/IP的四層、五層模型，每一層中都要自己的專屬協(xié)議，完成自己相應(yīng)的工作以及與上下層級(jí)之間進(jìn)行溝通。由于OSI七層模型為網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)層次劃分，所以我們以O(shè)SI七層模型為例從下向上進(jìn)行一一介紹。
1)物理層(Physical Layer)
激活、維持、關(guān)閉通信端點(diǎn)之間的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協(xié)議提供了一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的可靠的物理媒體。簡單的說，物理層確保原始的數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸。物理層記住兩個(gè)重要的設(shè)備名稱，中繼器(Repeater，也叫放大器)和集線器。
2)數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)
數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，其最基本的服務(wù)是將源自網(wǎng)絡(luò)層來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。為達(dá)到這一目的，數(shù)據(jù)鏈路必須具備一系列相應(yīng)的功能，主要有：如何將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)鏈路層中稱這種數(shù)據(jù)塊為幀(frame)，幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位;如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯(cuò)，如何調(diào)節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配;以及在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間提供數(shù)據(jù)鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、重發(fā)等。
有關(guān)數(shù)據(jù)鏈路層的重要知識(shí)點(diǎn)：
1> 數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸;
2> 基本數(shù)據(jù)單位為幀;
3> 主要的協(xié)議：以太網(wǎng)協(xié)議;
4> 兩個(gè)重要設(shè)備名稱：網(wǎng)橋和交換機(jī)。
3)網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)
網(wǎng)絡(luò)層的目的是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)透明傳送，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務(wù)使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)。如果您想用盡量少的詞來記住網(wǎng)絡(luò)層，那就是“路徑選擇、路由及邏輯尋址”。
網(wǎng)絡(luò)層中涉及眾多的協(xié)議，其中包括最重要的協(xié)議，也是TCP/IP的核心協(xié)議——IP協(xié)議。IP協(xié)議非常簡單，僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務(wù)。IP協(xié)議的主要功能有：無連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸、數(shù)據(jù)報(bào)路由選擇和差錯(cuò)控制。與IP協(xié)議配套使用實(shí)現(xiàn)其功能的還有地址解析協(xié)議ARP、逆地址解析協(xié)議RARP、因特網(wǎng)報(bào)文協(xié)議ICMP、因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP。具體的協(xié)議我們會(huì)在接下來的部分進(jìn)行總結(jié)，有關(guān)網(wǎng)絡(luò)層的重點(diǎn)為：
1> 網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)對(duì)子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇。此外，網(wǎng)絡(luò)層還可以實(shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能;
2> 基本數(shù)據(jù)單位為IP數(shù)據(jù)報(bào);
3> 包含的主要協(xié)議：
IP協(xié)議(Internet Protocol，因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議);
ICMP協(xié)議(Internet Control Message Protocol，因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議);
ARP協(xié)議(Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議);
RARP協(xié)議(Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協(xié)議)。
4> 重要的設(shè)備：路由器。
4)傳輸層(Transport Layer)
第一個(gè)端到端，即主機(jī)到主機(jī)的層次。傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯(cuò)控制和流量控制問題。
傳輸層的任務(wù)是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最佳的利用網(wǎng)絡(luò)資源，為兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話層之間，提供建立、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為段或報(bào)文。
網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點(diǎn)，而傳輸層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應(yīng)的端口。
有關(guān)網(wǎng)絡(luò)層的重點(diǎn)：
1> 傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯(cuò)控制和流量控制問題;
2> 包含的主要協(xié)議：TCP協(xié)議(Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議)、UDP協(xié)議(User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議);
3> 重要設(shè)備：網(wǎng)關(guān)。
5)會(huì)話層
會(huì)話層管理主機(jī)之間的會(huì)話進(jìn)程，即負(fù)責(zé)建立、管理、終止進(jìn)程之間的會(huì)話。會(huì)話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗(yàn)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。
6)表示層
表示層對(duì)上層數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行變換以保證一個(gè)主機(jī)應(yīng)用層信息可以被另一個(gè)主機(jī)的應(yīng)用程序理解。表示層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)的加密、壓縮、格式轉(zhuǎn)換等。
7)應(yīng)用層
為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口。
會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層重點(diǎn)：
1> 數(shù)據(jù)傳輸基本單位為報(bào)文;
2> 包含的主要協(xié)議：FTP(文件傳送協(xié)議)、Telnet(遠(yuǎn)程登錄協(xié)議)、DNS(域名解析協(xié)議)、SMTP(郵件傳送協(xié)議)，POP3協(xié)議(郵局協(xié)議)，HTTP協(xié)議(Hyper Text Transfer Protocol)。
3. IP地址
1)網(wǎng)絡(luò)地址
IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)(包括子網(wǎng)號(hào))和主機(jī)號(hào)組成，網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)號(hào)為全0，網(wǎng)絡(luò)地址代表著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
2)廣播地址
廣播地址通常稱為直接廣播地址，是為了區(qū)分受限廣播地址。
廣播地址與網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)號(hào)正好相反，廣播地址中，主機(jī)號(hào)為全1。當(dāng)向某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址發(fā)送消息時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)都能收到該廣播消息。
3)組播地址
D類地址就是組播地址。
先回憶下A，B，C，D類地址吧：
A類地址以00開頭，第一個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，地址范圍為：0.0.0.0~127.255.255.255;
B類地址以10開頭，前兩個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，地址范圍是：128.0.0.0~191.255.255.255;
C類地址以110開頭，前三個(gè)字節(jié)作為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，地址范圍是：192.0.0.0~223.255.255.255。
D類地址以1110開頭，地址范圍是224.0.0.0~239.255.255.255，D類地址作為組播地址(一對(duì)多的通信);
E類地址以1111開頭，地址范圍是240.0.0.0~255.255.255.255，E類地址為保留地址，供以后使用。
注：只有A,B,C有網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)之分，D類地址和E類地址沒有劃分網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。
4)255.255.255.255
該IP地址指的是受限的廣播地址。受限廣播地址與一般廣播地址(直接廣播地址)的區(qū)別在于，受限廣播地址只能用于本地網(wǎng)絡(luò)，路由器不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)以受限廣播地址為目的地址的分組;一般廣播地址既可在本地廣播，也可跨網(wǎng)段廣播。例如：主機(jī)192.168.1.1/30上的直接廣播數(shù)據(jù)包后，另外一個(gè)網(wǎng)段192.168.1.5/30也能收到該數(shù)據(jù)報(bào);若發(fā)送受限廣播數(shù)據(jù)報(bào)，則不能收到。
注：一般的廣播地址(直接廣播地址)能夠通過某些路由器(當(dāng)然不是所有的路由器)，而受限的廣播地址不能通過路由器。
5)0.0.0.0
常用于尋找自己的IP地址，例如在我們的RARP，BOOTP和DHCP協(xié)議中，若某個(gè)未知IP地址的無盤機(jī)想要知道自己的IP地址，它就以255.255.255.255為目的地址，向本地范圍(具體而言是被各個(gè)路由器屏蔽的范圍內(nèi))的服務(wù)器發(fā)送IP請(qǐng)求分組。
6)回環(huán)地址
127.0.0.0/8被用作回環(huán)地址，回環(huán)地址表示本機(jī)的地址，常用于對(duì)本機(jī)的測試，用的最多的是127.0.0.1。
7)A、B、C類私有地址
私有地址(private address)也叫專用地址，它們不會(huì)在全球使用，只具有本地意義。
A類私有地址：10.0.0.0/8，范圍是：10.0.0.0~10.255.255.255
B類私有地址：172.16.0.0/12，范圍是：172.16.0.0~172.31.255.255
C類私有地址：192.168.0.0/16，范圍是：192.168.0.0~192.168.255.255
4. 子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)絡(luò)劃分
隨著互連網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)占位太多，而主機(jī)號(hào)位太少，所以其能提供的主機(jī)地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業(yè)內(nèi)部利用保留地址自行分配以外，通常都對(duì)一個(gè)高類別的IP地址進(jìn)行再劃分，以形成多個(gè)子網(wǎng)，提供給不同規(guī)模的用戶群使用。
這里主要是為了在網(wǎng)絡(luò)分段情況下有效地利用IP地址，通過對(duì)主機(jī)號(hào)的高位部分取作為子網(wǎng)號(hào)，從通常的網(wǎng)絡(luò)位界限中擴(kuò)展或壓縮子網(wǎng)掩碼，用來創(chuàng)建某類地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng)建更多的子網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)子網(wǎng)上的可用主機(jī)地址數(shù)目會(huì)比原先減少。
什么是子網(wǎng)掩碼?
子網(wǎng)掩碼是標(biāo)志兩個(gè)IP地址是否同屬于一個(gè)子網(wǎng)的，也是32位二進(jìn)制地址，其每一個(gè)為1代表該位是網(wǎng)絡(luò)位，為0代表主機(jī)位。它和IP地址一樣也是使用點(diǎn)式十進(jìn)制來表示的。如果兩個(gè)IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與的計(jì)算下所得結(jié)果相同，即表明它們共屬于同一子網(wǎng)中。
在計(jì)算子網(wǎng)掩碼時(shí)，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機(jī)地址或網(wǎng)絡(luò)地址全為“ 0”或“ 1”時(shí)的IP地址，它們代表著本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，一般是不能被計(jì)算在內(nèi)的。
子網(wǎng)掩碼的計(jì)算：
對(duì)于無須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來說，其子網(wǎng)掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP地址為 10.12.3.0，無須再分割子網(wǎng)，則該IP地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0。如果它是一個(gè)C類地址，則其子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關(guān)鍵要介紹的是一個(gè)IP地址，還需要將其高位主機(jī)位再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，剩下的是每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)號(hào)，這時(shí)該如何進(jìn)行每個(gè)子網(wǎng)的掩碼計(jì)算。
下面總結(jié)一下有關(guān)子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò)劃分常見的面試考題：
1)利用子網(wǎng)數(shù)來計(jì)算
在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)目，以及每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的所需主機(jī)數(shù)目。
(1) 將子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制來表示;
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個(gè)子網(wǎng)：27=11011;
(2) 取得該二進(jìn)制的位數(shù)，為N;
該二進(jìn)制為五位數(shù)，N = 5
(3) 取得該IP地址的類子網(wǎng)掩碼，將其主機(jī)地址部分的的前N位置1即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。
將B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機(jī)地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
2)利用主機(jī)數(shù)來計(jì)算
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)有主機(jī)700臺(tái)：
(1) 將主機(jī)數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制來表示;
700=1010111100;
(2) 如果主機(jī)數(shù)小于或等于254(注意去掉保留的兩個(gè)IP地址)，則取得該主機(jī)的二進(jìn)制位數(shù)，為N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 n="">8，這就是說主機(jī)地址將占據(jù)不止8位;
該二進(jìn)制為十位數(shù)，N=10;
(3) 使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機(jī)地址位數(shù)全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。
將該B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機(jī)地址全部置1，得到255.255.255.255，然后再從后向前將后 10位置0,即為：11111111.11111111.11111100.00000000，即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機(jī)為700臺(tái)的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。
3)還有一種題型，要你根據(jù)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)量進(jìn)行子網(wǎng)地址的規(guī)劃和計(jì)算子網(wǎng)掩碼。這也可按上述原則進(jìn)行計(jì)算。
比如一個(gè)子網(wǎng)有10臺(tái)主機(jī)，那么對(duì)于這個(gè)子網(wǎng)需要的IP地址是：
10+1+1+1=13
注意：加的第一個(gè)1是指這個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)所需的網(wǎng)關(guān)地址，接著的兩個(gè)1分別是指網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。
因?yàn)?3小于16(16等于2的4次方)，所以主機(jī)位為4位。而256-16=240，所以該子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。
如果一個(gè)子網(wǎng)有14臺(tái)主機(jī)，不少人常犯的錯(cuò)誤是：依然分配具有16個(gè)地址空間的子網(wǎng)，而忘記了給網(wǎng)關(guān)分配地址。這樣就錯(cuò)誤了，因?yàn)?4+1+1+1=17，17大于16，所以我們只能分配具有32個(gè)地址(32等于2的5次方)空間的子網(wǎng)。這時(shí)子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.224。
5. ARP/RARP協(xié)議
地址解析協(xié)議，即ARP(Address Resolution Protocol)，是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。主機(jī)發(fā)送信息時(shí)將包含目標(biāo)IP地址的ARP請(qǐng)求廣播到網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)，并接收返回消息，以此確定目標(biāo)的物理地址;收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機(jī)ARP緩存中并保留一定時(shí)間，下次請(qǐng)求時(shí)直接查詢ARP緩存以節(jié)約資源。地址解析協(xié)議是建立在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)主機(jī)互相信任的基礎(chǔ)上的，網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)可以自主發(fā)送ARP應(yīng)答消息，其他主機(jī)收到應(yīng)答報(bào)文時(shí)不會(huì)檢測該報(bào)文的真實(shí)性就會(huì)將其記入本機(jī)ARP緩存;由此攻擊者就可以向某一主機(jī)發(fā)送偽ARP應(yīng)答報(bào)文，使其發(fā)送的信息無法到達(dá)預(yù)期的主機(jī)或到達(dá)錯(cuò)誤的主機(jī)，這就構(gòu)成了一個(gè)ARP欺騙。ARP命令可用于查詢本機(jī)ARP緩存中IP地址和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系、添加或刪除靜態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系等。
ARP工作流程舉例：
主機(jī)A的IP地址為192.168.1.1，MAC地址為0A-11-22-33-44-01;
主機(jī)B的IP地址為192.168.1.2，MAC地址為0A-11-22-33-44-02;
當(dāng)主機(jī)A要與主機(jī)B通信時(shí)，地址解析協(xié)議可以將主機(jī)B的IP地址(192.168.1.2)解析成主機(jī)B的MAC地址，以下為工作流程：
(1)根據(jù)主機(jī)A上的路由表內(nèi)容，IP確定用于訪問主機(jī)B的轉(zhuǎn)發(fā)IP地址是192.168.1.2。然后A主機(jī)在自己的本地ARP緩存中檢查主機(jī)B的匹配MAC地址。
(2)如果主機(jī)A在ARP緩存中沒有找到映射，它將詢問192.168.1.2的硬件地址，從而將ARP請(qǐng)求幀廣播到本地網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)。源主機(jī)A的IP地址和MAC地址都包括在ARP請(qǐng)求中。本地網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)主機(jī)都接收到ARP請(qǐng)求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機(jī)發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求的IP地址與自己的IP地址不匹配，它將丟棄ARP請(qǐng)求。
(3)主機(jī)B確定ARP請(qǐng)求中的IP地址與自己的IP地址匹配，則將主機(jī)A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。
(4)主機(jī)B將包含其MAC地址的ARP回復(fù)消息直接發(fā)送回主機(jī)A。
(5)當(dāng)主機(jī)A收到從主機(jī)B發(fā)來的ARP回復(fù)消息時(shí)，會(huì)用主機(jī)B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機(jī)緩存是有生存期的，生存期結(jié)束后，將再次重復(fù)上面的過程。主機(jī)B的MAC地址一旦確定，主機(jī)A就能向主機(jī)B發(fā)送IP通信了。
逆地址解析協(xié)議，即RARP，功能和ARP協(xié)議相對(duì)，其將局域網(wǎng)中某個(gè)主機(jī)的物理地址轉(zhuǎn)換為IP地址，比如局域網(wǎng)中有一臺(tái)主機(jī)只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通過RARP協(xié)議發(fā)出征求自身IP地址的廣播請(qǐng)求，然后由RARP服務(wù)器負(fù)責(zé)回答。
RARP協(xié)議工作流程：
(1)給主機(jī)發(fā)送一個(gè)本地的RARP廣播，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址并且請(qǐng)求任何收到此請(qǐng)求的RARP服務(wù)器分配一個(gè)IP地址;
(2)本地網(wǎng)段上的RARP服務(wù)器收到此請(qǐng)求后，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對(duì)應(yīng)的IP地址;
(3)如果存在，RARP服務(wù)器就給源主機(jī)發(fā)送一個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包并將此IP地址提供給對(duì)方主機(jī)使用;
(4)如果不存在，RARP服務(wù)器對(duì)此不做任何的響應(yīng);
(5)源主機(jī)收到從RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，就利用得到的IP地址進(jìn)行通訊;如果一直沒有收到RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，表示初始化失敗。
6. 路由選擇協(xié)議
常見的路由選擇協(xié)議有：RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議。
RIP協(xié)議 ：底層是貝爾曼福特算法，它選擇路由的度量標(biāo)準(zhǔn)(metric)是跳數(shù)，最大跳數(shù)是15跳，如果大于15跳，它就會(huì)丟棄數(shù)據(jù)包。
OSPF協(xié)議 ：Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先，底層是迪杰斯特拉算法，是鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議，它選擇路由的度量標(biāo)準(zhǔn)是帶寬，延遲。
7. TCP/IP協(xié)議
TCP/IP協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。通俗而言：TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號(hào)，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡�。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備規(guī)定一個(gè)地址。
IP層接收由更低層(網(wǎng)絡(luò)接口層例如以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序)發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層;相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的，因?yàn)镮P并沒有做任何事情來確認(rèn)數(shù)據(jù)包是否按順序發(fā)送的或者有沒有被破壞，IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機(jī)的地址(源地址)和接收它的主機(jī)的地址(目的地址)。
TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過三次握手建立連接，通訊完成時(shí)要拆除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。TCP提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù)，采用“帶重傳的肯定確認(rèn)”技術(shù)來實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)目煽啃浴CP還采用一種稱為“滑動(dòng)窗口”的方式進(jìn)行流量控制，所謂窗口實(shí)際表示接收能力，用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。
TCP連接建立過程：首先Client端發(fā)送連接請(qǐng)求報(bào)文，Server段接受連接后回復(fù)ACK報(bào)文，并為這次連接分配資源。Client端接收到ACK報(bào)文后也向Server段發(fā)生ACK報(bào)文，并分配資源，這樣TCP連接就建立了。
TCP連接斷開過程：假設(shè)Client端發(fā)起中斷連接請(qǐng)求，也就是發(fā)送FIN報(bào)文。Server端接到FIN報(bào)文后，意思是說"我Client端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)給你了"，但是如果你還有數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完成，則不必急著關(guān)閉Socket，可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。所以你先發(fā)送ACK，"告訴Client端，你的請(qǐng)求我收到了，但是我還沒準(zhǔn)備好，請(qǐng)繼續(xù)你等我的消息"。這個(gè)時(shí)候Client端就進(jìn)入FIN_WAIT狀態(tài)，繼續(xù)等待Server端的FIN報(bào)文。當(dāng)Server端確定數(shù)據(jù)已發(fā)送完成，則向Client端發(fā)送FIN報(bào)文，"告訴Client端，好了，我這邊數(shù)據(jù)發(fā)完了，準(zhǔn)備好關(guān)閉連接了"。Client端收到FIN報(bào)文后，"就知道可以關(guān)閉連接了，但是他還是不相信網(wǎng)絡(luò)，怕Server端不知道要關(guān)閉，所以發(fā)送ACK后進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，如果Server端沒有收到ACK則可以重傳。“，Server端收到ACK后，"就知道可以斷開連接了"。Client端等待了2MSL后依然沒有收到回復(fù)，則證明Server端已正常關(guān)閉，那好，我Client端也可以關(guān)閉連接了。Ok，TCP連接就這樣關(guān)閉了!
為什么要三次揮手?
在只有兩次“握手”的情形下，假設(shè)Client想跟Server建立連接，但是卻因?yàn)橹型具B接請(qǐng)求的數(shù)據(jù)報(bào)丟失了，故Client端不得不重新發(fā)送一遍;這個(gè)時(shí)候Server端僅收到一個(gè)連接請(qǐng)求，因此可以正常的建立連接。但是，有時(shí)候Client端重新發(fā)送請(qǐng)求不是因?yàn)閿?shù)據(jù)報(bào)丟失了，而是有可能數(shù)據(jù)傳輸過程因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)并發(fā)量很大在某結(jié)點(diǎn)被阻塞了，這種情形下Server端將先后收到2次請(qǐng)求，并持續(xù)等待兩個(gè)Client請(qǐng)求向他發(fā)送數(shù)據(jù)...問題就在這里，Cient端實(shí)際上只有一次請(qǐng)求，而Server端卻有2個(gè)響應(yīng)，極端的情況可能由于Client端多次重新發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)而導(dǎo)致Server端最后建立了N多個(gè)響應(yīng)在等待，因而造成極大的資源浪費(fèi)!所以，“三次握手”很有必要!
為什么要四次揮手?
試想一下，假如現(xiàn)在你是客戶端你想斷開跟Server的所有連接該怎么做?第一步，你自己先停止向Server端發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待Server的回復(fù)。但事情還沒有完，雖然你自身不往Server發(fā)送數(shù)據(jù)了，但是因?yàn)槟銈冎耙呀?jīng)建立好平等的連接了，所以此時(shí)他也有主動(dòng)權(quán)向你發(fā)送數(shù)據(jù);故Server端還得終止主動(dòng)向你發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待你的確認(rèn)。其實(shí)，說白了就是保證雙方的一個(gè)合約的完整執(zhí)行!
使用TCP的協(xié)議：FTP(文件傳輸協(xié)議)、Telnet(遠(yuǎn)程登錄協(xié)議)、SMTP(簡單郵件傳輸協(xié)議)、POP3(和SMTP相對(duì)，用于接收郵件)、HTTP協(xié)議等。
8. UDP協(xié)議
UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，是面向無連接的通訊協(xié)議，UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號(hào)和源端口號(hào)信息，由于通訊不需要連接，所以可以實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)送。UDP通訊時(shí)不需要接收方確認(rèn)，屬于不可靠的傳輸，可能會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用中要求程序員編程驗(yàn)證。
UDP與TCP位于同一層，但它不管數(shù)據(jù)包的順序、錯(cuò)誤或重發(fā)。因此，UDP不被應(yīng)用于那些使用虛電路的面向連接的服務(wù)，UDP主要用于那些面向查詢---應(yīng)答的服務(wù)，例如NFS。相對(duì)于FTP或Telnet，這些服務(wù)需要交換的信息量較小。
每個(gè)UDP報(bào)文分UDP報(bào)頭和UDP數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。報(bào)頭由四個(gè)16位長(2字節(jié))字段組成，分別說明該報(bào)文的源端口、目的端口、報(bào)文長度以及校驗(yàn)值。UDP報(bào)頭由4個(gè)域組成，其中每個(gè)域各占用2個(gè)字節(jié)，具體如下：
(1)源端口號(hào);
(2)目標(biāo)端口號(hào);
(3)數(shù)據(jù)報(bào)長度;
(4)校驗(yàn)值。
使用UDP協(xié)議包括：TFTP(簡單文件傳輸協(xié)議)、SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)、DNS(域名解析協(xié)議)、NFS、BOOTP。
TCP 與 UDP 的區(qū)別：TCP是面向連接的，可靠的字節(jié)流服務(wù);UDP是面向無連接的，不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。
9. DNS協(xié)議
DNS是域名系統(tǒng)(DomainNameSystem)的縮寫，該系統(tǒng)用于命名組織到域?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)中的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可以簡單地理解為將URL轉(zhuǎn)換為IP地址。域名是由圓點(diǎn)分開一串單詞或縮寫組成的，每一個(gè)域名都對(duì)應(yīng)一個(gè)惟一的IP地址，在Internet上域名與IP地址之間是一一對(duì)應(yīng)的，DNS就是進(jìn)行域名解析的服務(wù)器。DNS命名用于Internet等TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，通過用戶友好的名稱查找計(jì)算機(jī)和服務(wù)。
10. NAT協(xié)議
NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù)，是一種將私有(保留)地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，隱藏并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)。
11. DHCP協(xié)議
DHCP動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議(Dynamic Host Configuration Protocol)是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要有兩個(gè)用途：給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動(dòng)分配IP地址，給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對(duì)所有計(jì)算機(jī)作中央管理的手段。
12. HTTP協(xié)議
超文本傳輸協(xié)議(HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所有的WWW文件都必須遵守這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
HTTP 協(xié)議包括哪些請(qǐng)求?
GET：請(qǐng)求讀取由URL所標(biāo)志的信息。
POST：給服務(wù)器添加信息(如注釋)。
PUT：在給定的URL下存儲(chǔ)一個(gè)文檔。
DELETE：刪除給定的URL所標(biāo)志的資源。
HTTP 中， POST 與 GET 的區(qū)別
1)Get是從服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)，Post是向服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)。
2)Get是把參數(shù)數(shù)據(jù)隊(duì)列加到提交表單的Action屬性所指向的URL中，值和表單內(nèi)各個(gè)字段一一對(duì)應(yīng)，在URL中可以看到。
3)Get傳送的數(shù)據(jù)量小，不能大于2KB;Post傳送的數(shù)據(jù)量較大，一般被默認(rèn)為不受限制。
4)根據(jù)HTTP規(guī)范，GET用于信息獲取，而且應(yīng)該是安全的和冪等的。
I. 所謂 安全的 意味著該操作用于獲取信息而非修改信息。換句話說，GET請(qǐng)求一般不應(yīng)產(chǎn)生副作用。就是說，它僅僅是獲取資源信息，就像數(shù)據(jù)庫查詢一樣，不會(huì)修改，增加數(shù)據(jù)，不會(huì)影響資源的狀態(tài)。
II. 冪等 的意味著對(duì)同一URL的多個(gè)請(qǐng)求應(yīng)該返回同樣的結(jié)果。
13. 一個(gè)舉例
在瀏覽器中輸入 www.baidu.com 后執(zhí)行的全部過程
現(xiàn)在假設(shè)如果我們?cè)诳蛻舳?客戶端)瀏覽器中輸入http://www.baidu.com,而baidu.com為要訪問的服務(wù)器(服務(wù)器)，下面詳細(xì)分析客戶端為了訪問服務(wù)器而執(zhí)行的一系列關(guān)于協(xié)議的操作：
1)客戶端瀏覽器通過DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通過這個(gè)IP地址找到客戶端到服務(wù)器的路徑�？蛻舳藶g覽器發(fā)起一個(gè)HTTP會(huì)話到220.161.27.48，然后通過TCP進(jìn)行封裝數(shù)據(jù)包，輸入到網(wǎng)絡(luò)層。
2)在客戶端的傳輸層，把HTTP會(huì)話請(qǐng)求分成報(bào)文段，添加源和目的端口，如服務(wù)器使用80端口監(jiān)聽客戶端的請(qǐng)求，客戶端由系統(tǒng)隨機(jī)選擇一個(gè)端口如5000，與服務(wù)器進(jìn)行交換，服務(wù)器把相應(yīng)的請(qǐng)求返回給客戶端的5000端口。然后使用IP層的IP地址查找目的端。
3)客戶端的網(wǎng)絡(luò)層不用關(guān)系應(yīng)用層或者傳輸層的東西，主要做的是通過查找路由表確定如何到達(dá)服務(wù)器，期間可能經(jīng)過多個(gè)路由器，這些都是由路由器來完成的工作，不作過多的描述，無非就是通過查找路由表決定通過那個(gè)路徑到達(dá)服務(wù)器。
4)客戶端的鏈路層，包通過鏈路層發(fā)送到路由器，通過鄰居協(xié)議查找給定IP地址的MAC地址，然后發(fā)送ARP請(qǐng)求查找目的地址，如果得到回應(yīng)后就可以使用ARP的請(qǐng)求應(yīng)答交換的IP數(shù)據(jù)包現(xiàn)在就可以傳輸了，然后發(fā)送IP數(shù)據(jù)包到達(dá)服務(wù)器的地址。
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