计算机网络基础---常用知识

一、计算机网络模型

1、OSI七层参考模型：

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

2、数据链路层

逻辑链路控制子层（LLC）、媒体访问控制子层（MAC）；

负责分配MAC地址（48位）。

3、网络层

负责对数据包进行路由选择和存储转发；

协议：IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、PARP、OSPF；

数据单位：分组或数据包。

4、传输层

第一个端到端，即进程到进程；

有复用和分用的功能；

协议：TCP、UDP、SCTP；

数据单位：报文或数据段。

5、应用层

为操作系统或者网络应用程序提供访问网络服务的接口；

协议：RIP、TELNET、FTP、HTTP、SNMP。

6、网络设备

物理层：中继器、集线器；

数据链路层：网桥、交换机；

网络层中继系统：路由器；

网络层以上的中继系统：网关。

7、TCP/IP模型

网络接口层、网际层、传输层、应用层。

8、OSI参考模型与TCP/IP模型的对应

应用层

应用层

表示层

会话层

传输层

传输层

网络层

网际层

数据链路层

网络接口层

物理层

9、网际层

是TCP/IP模型的关键部分；

IP协议；

10、传输层

端到端；

传输控制协议（TCP）：面向连接，数据传输的单位是报文段，可靠；

用户数据报协议（UDP）：面向无连接，数据传输的单位是用户数据报，不可靠。

11、应用层

虚拟终端协议（Telnet）、文件传输协议（FTP）、域名解析服务协议（DNS）、电子邮件协议（SMTP）、超文本传输协议（HTTP）。

二、传输层与Socket基本操作简介

1、tcpdump可以将网络中传送的数据包完全截获下来提供分析，使用BPF（BSD分组过滤器）或DLPI（数据链路提供者接口）。

2、mrouted多播路由是一个很好的技术，在Internet上实现了对数据的“广播”，不同于广播的是，由于广播风暴的问题，路由器是禁止广播数据跨路由传送的。而多播则很好的解决了这个问题。使用IGMP（Internet组管理协议）。

3、Ping使用ICMP（Internet控制报文协议）

4、traceroutetraceroute 是用来发出数据包的主机到目标主机之间所经过的网关的工具。使用ICMP协议。

5、TCP提供流量控制，UDP不提供流量控制。

6、TCP的连接是全双工的，UDP也可以是全双工的。

7、UDP优点：对系统资源要求少、具有较好的实时性、网络开销小；

当某个程序的目标是尽快地传输尽可能多的信息时，可使用UDP。

8、TCP连接过程中名词

字符缩写

描述

SYN

同步序号，表示此报文是一个连接请求或连接接收报文

ACK

确认位，对接收到报文的确认

FIN

终止位，表示发送方完成数据发送，用来释放一个连接

RST

复位连接，表示TCP连接中出现严重错误

PSH

推送为，尽可能快地将数据送往接收进程

9、三次握手建立连接

“三次握手”即交换三个分节；

（1）客户端向服务器发送一个SYN J；

（2）服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1；

（3）客户端再向服务器发送一个确认ACK K+1。

10、四次握手释放连接

由TCP的半关闭（half-close）造成的；

TCP连接是全双工，因此每个方向必须单独地进行关闭。

（1）某个应用进程首先调用close（主动关闭），这一端的TCP发送一个FIN M分解，表示数据发送完毕；

（2）另一端接收到FIN分节之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认，即发送ACK M+1；

（3）一段时间后，接收到文件结束符的应用进程（即另一端）调用close关闭它的套接口，发送一个FIN N；

（4）接收到这各FIN N的原发送端TCP（即主动关闭的那一端）对它进行确认，发送ACK N+1。

11、执行主动关闭的那一段进入TIME_WAIT状态，持续时间是2*MSL（最长分节生命周期Maximum Segment Lift time，一般为30秒~2分钟）。

12、IPv4是32位，IPv6是128位；端口号是16位。

13、close()函数与shutdown()函数

（1）如果有多个进程共享一个套接字，close每被调用一次，计数减1，直到计数为0时，也就是所有进程都调用了close，套接字将被释放；

（2）在多进程中，如果一个进程调用了shutdown（fd，SHUT_RDWR）后其他的进程将无法利用此套接字进行通信。如果一个进程调用close(sfd)将不会影响到其他进程。

三、网络层

1、IP地址的编码方法有三种：分类的IP地址、子网的划分和CIDR。

2、分类的IP地址：

A类：0-网络地址（7位）-主机地址（24位）（0.x.x.x~127.x.x.x）

B类：10-网络地址（14位）-主机地址（16位）（128.x.x.x~191.x.x.x）

C类：110-网络地址（21位）-主机地址（8位）（192.x.x.x~223.x.x.x）

D类：1110-多目的刚播地址（28位）（224.x.x.x~239.x.x.x）

E类：11110-保留用于实验和将来使用（240.x.x.x~247.x.x.x）

3、特殊IP地址：

（1）主机号全为0：表示网络本身；

（2）主机号全为1：表示本网络的广播地址；

（3）127.0.0.1网络，保留作为环路自检测地址，此地址表示任意主机本身；

（4）32位全为0，即0.0.0.0表示整个TCP/IP网络；

（5）32位全为1，即255.255.255.255表示整个TCP/IP网络的广播地址。

4、私有IP地址有效的解决了IP地址不足的问题，私有IP地址网段：

10.0.0.0~10.255.255.255（0000 1010.x.x.x）、

172.16.0.0~172.31.255.255（172.0001 0000.x.x~172.0001 1111.x.x）、

192.168.0.0~192.168.255.255（192.168.x.x）

5、无分类编址CIDR

CIDR地址块192.168.10.0/20所能包含主机的最大地址范围：

192.168.0.1~192.168.15.254

（192.168.0000 1010.0）网络前缀、主机号

6、地址解析协议（ARP）：IP地址到MAC地址的映射

7、逆地址解析协议（RARP）：MAC地址到IP地址的映射

8、网际控制报文协议（ICMP）：使得主机或路由器可以报告差错和异常情况，提高数据报成功交付的机会。（PING命令用到ICMP）

9、在公司局域网ping www.taobao.com涉及的网络协议：

DNS：域名到IP的解析；ARP：IP到MAC的映射；ICMP：ping命令用到。

10、SNS（Social Networking Services）是一种社会性网络服务，指在帮助人们建立社会性网络的互联网应用服务类网站，有很高的用户黏性。比如：sina微博、facebook、google+、twitter。

11、云计算的模式：

基础设施服务（IaaS）、平台服务（PaaS）、软件服务（SaaS）。

12、HTTP1.1协议中响应的五种状态：

（1）1xx：消息，这一类型的状态码，代表请求已被接受，需要继续处理。其中100表示客户应当继续发送请求。

（2）2xx：成功，这一类型的状态码，代表请求已成功被服务器接收、理解、并接受。其中200表示请求已成功，请求所希望的响应头或数据体将随此响应返回。

（3）3xx：重定向

（4）4xx：客户端错误。

（5）5xx：服务器错误。

四、网络常用测试工具

1、ping：用来检测网络是否通畅或者网络连接速度的命令；

2、tracert：是路由跟踪实用程序，用于确定IP数据包访问目标所采取的路径。tracert命令用IP生存时间TTL字段和ICMP错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路径。

3、telnet：在网络测试中十分有用，可以用来测试80端口的Web服务器是否正常工作。

netstat：是一个监控TCP/IP网络的非常有用的工具，它可以显示路由表、实际的网络连接以及每一个网络接口设备的状态信息；netstat用于显示与IP、TCP、UDP和ICMP协议相关的统计数据，一般用于检验本机各端口的网络连接情况。