一、计算机网络概述
- Internet翻译:因特网(未得到普及)===>互联网
- 互联网基本特点:连通性和资源共享
- 计算机网络:有若干结点和连接这些节点的链路组成
- 网络把许多计算机连接在一起,而互连网则把许多网络通过路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机,如下图所示:
- 互联网的组成
- 边缘部分:
- 由所有连接在互联网上的主机组成,包括PC、手机、网络摄像头等等
- 常用的通信方式:客户-服务器模式、P2P模式
- 核心部分:
- 由大量网络和连接这些网络的路由器组成,为边缘部分提供服务
- 路由器采用的是分组交换技术在主机之间转发数据
- 边缘部分:
- 互联网基础结构
- ISP从互联网管理机构申请到很多IP地址,同时拥有通信线路(大ISP自己建造通信线路,小ISP则向电信公司租用通信线路)以及路由器等连网设备
- 任何机构和个人只要向某个ISP交纳规定的费用,就可从该ISP获取所需IP地址的使用权,并可通过该ISP接入到互联网。
- 所谓“上网”就是指“(通过某ISP获得的IP地址)接入到互联网”
- 计算机网络的类别——按照网络的作用范围
- 广域网WAN
- 城域网MAN
- 局域网LAN
- 个人区域网PAN
- 计算机网络的性能指标
速率\数据率\比特率
带宽(最高数据率)
吞吐量(单位时间内通过某个网络的实际的数据量)
时延(数据从链路一端传送到另一端所需的时间) - 计算机网络体系结构:计算机网络的各层及其协议的集合
- 常见的体系结构
应用层:应用层是体系结构中的最高层。应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则
运输层:运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务
网络层:网络层负贵为分组交换网上的不同主机提供通信服务
数据链路层:
物理层
- TCP/IP协议簇:TCP/IP协议簇是一组协议的代名词,包括许多别的协议,组成了TCP/IP协议簇。其中比较重要的有SLIP协议、PPP协议、IP协议、ICMP协议、ARP协议、TCP协议、UDP协议、FTP协议、DNS协议、SMTP协议等
- 数据在各层之间的传递过程
- 实体、协议、服务、服务访问点
- 实体:任何可发送或接收信息的硬件或软件进程
- 协议:控制两个对等实体(或多个实体)进行通信的规则的集合
- 服务:在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议,还需要使用下面一层所提供的服务
- 服务访问点SAP:在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方,通常称为服务访问点SAP (Service Access Point)
- TCP/IP体系结构
- TCP/IP协议族
二、问题解答
- 数字信号 & 模拟信号?
在计算机网络中,通常采用数字信号或者无线电波进行数据传输,数字信号是通过电缆(如以太网电缆)传输,无线电波通常是通过路由器、卫星等设备接收数据;而模拟信号常用于一些特定的设备和应用场景,比如电话线路传输声音、音频设备传输声音等 - 宽带接入技术是什么?
宽带接入通常是通过调制解调器(如DSL调制解调器、光纤调制解调器等)将外部网络(如互联网)连接到路由器的以太网端口,然后路由器再将网络连接分享给局域网中的其他设备。
- 局域网下大量的设备是通过什么设备数据共享的?
- 有线接入的设备通过以太网交换机可以直接进行通信,而不需要经过其他设备或路由器,所有网线连接到同一个以太网交换机中,在交换机中有一个交换表存放着到每一台主机需要通过哪一个端口出去;无线接入的设备会通过无线连接连接到同一个无线路由器,而无线路由器则通过以太网连接到局域网中的以太网交换机中。无线路由器负责将无线设备发送的数据转发到以太网交换机上,以太网交换机再根据MAC地址表将数据转发到正确的端口,从而实现设备之间的通信
- 对于家用网络环境而言,通常都会使用一台集成了路由器和交换机功能的设备,即所谓的家用路由器。这种设备通常具有多个以太网端口和无线接入功能,能够同时支持有线和无线接入的设备。
- 电脑是如何通过网线接入到互联网的?
通过网线连接到路由器,路由器同时通过网线和互联网接入器相连最终实现接入到互联网 - 两个qq用户聊天在计网中的流程
- 每个QQ用户的客户端会定期向QQ服务器发送心跳包或者其他请求以保持在线状态。QQ服务器会维护每个在线用户的信息,包括其IP地址和端口号。
- 假设现在一个用户想要与另一个用户进行聊天,他们的QQ客户端会向QQ服务器发送请求,要求建立与目标用户的连接。QQ服务器会检索目标用户的IP地址和端口号,并将这些信息发送给发起请求的用户
- 用户在收到目标用户的IP地址和端口号后,会向对方的IP地址和端口号发起TCP连接请求,而不是向服务器发起请求,此时当前用户和目标用户既作客户端也做服务端
- 双方建立TCP连接后,就以 P2P 方式进行通信
- 建立连接后,Socket(套接字)就起到了两个用户之间实际数据传输的关键组件,整个数据传输过程都是由socket API提供服务
- Socket套接字在TCP通信中的作用
- 建立连接阶段: 在建立连接阶段,客户端和服务器都会创建一个套接字,并通过操作系统提供的Socket API调用来发起连接或监听连接请求。客户端的套接字会向服务器发起连接请求,而服务器的套接字则会监听连接请求并接受客户端的连接
- 数据传输阶段: 一旦连接建立成功,套接字就成为实际数据传输的通道。客户端和服务器可以通过套接字发送和接收数据,使用Socket API提供的函数来发送和接收数据包,例如send()和recv()函数。这些函数通过套接字与底层的TCP协议栈进行交互,实现数据的可靠传输。
- 关闭连接阶段: 在通信结束后,客户端和服务器会使用Socket API提供的函数来关闭连接,例如close()函数。关闭连接会释放套接字所占用的资源,并通知对方连接即将关闭。一旦连接关闭,套接字将不再可用于数据传输。
- WIFI上网和移动网络上网的区别
WiFi上网:通过连接到本地WiFi网络来访问互联网。WiFi网络通常是在家庭、办公室、公共场所等地方设置的局域网,通过无线路由器提供网络服务。
移动网络上网:通过移动运营商提供的移动网络(如4G、5G)来访问互联网。移动网络是通过移动基站和移动网络设备提供的,可以在几乎任何地方接入互联网。