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  • 剖析互联网工作原理

    千次阅读 2017-07-10 08:50:32
    什么是互联网 从根本上讲,互联网是一个使用 网络协议 进行通信的全球互联的网络集合。可以将 Internet 看作网络的网络,每个网络都是一个节点。 然而,新的设备和技术已经创造出通过互联网连接到网络的新途径。 ...

    原文:How does the internet work
    翻译:安翔
    审校/责编:屠敏,关注物联网、移动开发领域,寻求报道或投稿请发邮件tumin@csdn.net

    假设你在意大利度假,此时此刻正在一个提供免费 WiFi 的咖啡厅里享受下午茶。前几天的旅途中,你拍摄了很多靓照,你迫不及待地想要分享给国内的老爹老妈。

    鉴于二老对 Dropbox 或者 Google Drive 这种高级货一无所知,因此你只能用邮件附件的方式发送这些照片。

    当你用鼠标点击邮件发送按钮之后,分分钟,邮件就穿越时空到达了老妈的收件箱。

    那么这封邮件到底经历了什么,它是如何从意大利的咖啡馆来到妈妈的邮箱的呢?

    网络基础

    在我们正式探索之前,首先了解一下网络的基本组件。
    网络由多种设备连接组成,这些设备统称为“节点”。大多数现代网络都包含如下节点:

    • 网卡/适配器
    • 交换机
    • 路由器
    • 无线接入点

    网卡

    也称为网络适配器,它是安装在计算机(比如笔记本或者PC)上的硬件设备。它自身不是节点,安装了它的计算机或者其他电子设备作为节点接入网络。

    交换机

    交换机通过快速创建和删除连接点,实现相同网络中节点之间的消息转发,它是网络的中心节点。可以将其理解为网络管理员,它维护无线和有线网络中设备之间的信息流。

    路由器

    路由器是连接两个或多个独立网络的设备。通过不同网络的路由器之间不断的转发和接力,数据才能最终达到它的目的地。

    无线接入点(WAP)

    WAP 允许附近的计算机和节点通过 WiFi 等无线方式接入网络。它们是向有线网络提供无线功能的节点。

    单独的 WAP 接入能力有限,比如在大型建筑中可以使用多个 WAP 以增大无线网络的覆盖范围。 当然,WAP并不是网络的必需组件,因为有线网络能够满足大部分需求。

    WiFi连接与Internet连接

    在此处需要声明的是,与普遍认识相反,实际上 WiFi 与 Internet 连接没有任何关系,很多人将这两者混淆。

    WiFi 仅仅反应你连接到局域网中的无线接入点的强度,Internet 连接则用来衡量你的路由器与互联网的连接强度。 WiFi 信号很强,并不代表网速就很快。

    这里有关于WiFi的8件事来帮助你更好地了解 WiFi。

    互联网的诞生

    互联网起源于1960年代末和70年代初,它是由美国国防部创建的一种新的网络技术。 它被称为ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network)。

    当时从事国防工程相关工作的人员不仅包括国防部的科学家,还有遍布美国各地的研究员,ARPANET 的最初目的就是将这些工作人员联系起来,实现远程协同工作。研究员将 ARPANET 纳入他们在大学工作的网络中。随着越来越多的网络加入系统,互联网逐步开始形成。

    什么是互联网

    从根本上讲,互联网是一个使用网络协议进行通信的全球互联的网络集合。可以将 Internet 看作网络的网络,每个网络都是一个节点。
    然而,新的设备和技术已经创造出通过互联网连接到网络的新途径。 它们的组合通常用于建立这些连接。

    有线网络

    有线网络是接入互联网的最常见方式。 全世界铺设了数十万英里的电缆,比如电话线(DSL)、光纤,等等。

    数据可以通过光纤电缆实现高达70%光速的传输速度。为了防止退化,大部分电缆铺设在地下或水下。当然,在陆地上,也会很便利地铺设在公路旁。这些电缆有的可以跨越数千英里,例如连接欧洲和美国、加拿大的大西洋水下通信电缆。

    总之,有线网络是访问互联网最理想和最快速的方式。

    卫星互联网

    在某些第三世界国家和人口极少的地区,当地没有提供有线网络,那么此时卫星网络就很有必要了,人们可以通过卫星信号接入互联网。

    虽然卫星相对较快,但是由于更长的传输距离,因此实际上它比有线网络要慢。此外,如果数据的接收端和发送端不在同一个卫星的覆盖范围内(比如发送给你父母的电子邮件),则数据需要多个卫星之间的转发。

    移动互联网

    如今,手机早已可以接入互联网。手机的直接连接点是基站,基站再通过物理电缆接入互联网。

    实际上,基站是非常广泛的无线接入点,它不仅支持手机还支持其他的终端设备。手机还可以通过开启热点的方式扮演无线路由器的角色,笔记本电脑或者其他终端都可以通过手机提供的热点上网。

    通过上文的描述,我们对互联网有了进一步的了解,此时是时候讨论文章开头邮件的事了。

    互联网如何工作

    你发送完邮件,关闭你的笔记本电脑,然后继续你的意大利之旅。此时,你的邮件也将开始它的旅程,尽管旅程的时间非常短暂。

    当你点击发送时,笔记本电脑的网卡使用 WiFi 将电子邮件中的数据发送到无线接入点, 然后,WAP 将数据发送到本地路由器。

    本地路由器接收到该数据并将其发送到另一个路由器,该路由器将数据发送到另一个路由器,通过多个路由器的转发,直到数据通过一条跨大西洋的电缆传输到美国。

    数据最终到达 Google 数据中心(因为你父母使用Gmail),然后 Google 向你父母的笔记本电脑发送通知,提示他们收到了一封新邮件。
    妈妈看到提示之后,转到她的电子邮件帐户,点击电子邮件。 数据通过多条线路从Google 数据中心开始传输,并到达你家的路由器,然后通过网线到达笔记本电脑的网卡,并最终显示在她的屏幕上。

    以上所有的一切都发生在眨眼之间。互联网真是酷毙了!

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  • 云计算的工作原理什么

    万次阅读 2019-04-12 17:17:53
    云计算工作的基本原理是,用户所处理的数据并不存储在本地,而是保存在互联网上的数据中心里。提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据中心的正常运转,保证足够强的计算能力和足够大的存储空间供用户使用。用户...

    云计算工作的基本原理是,用户所处理的数据并不存储在本地,而是保存在互联网上的数据中心里。提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据中心的正常运转,保证足够强的计算能力和足够大的存储空间供用户使用。用户只需要在任何时间、任何地点,用任何可以连接至互联网的终端设备访问这些服务即可,而不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上。

    云计算的核心思想就是服务,因此通过云计算来实现的服务即称为云服务,由云计算的基本原理可知云服务的特点和优势表现在以下方面:

    (1)数据在云端。“云计算”将大规模的计算机阵列连接成一个向全球用户提供计算机服务的社会化机构,这将是信息科技发展的一个重要的转折,云计算的发展将使互联网的计算架构由“服务器+客户端”向“云服务平台+客户端”演变,“云计算”将改变传统以个人计算机为基础的生产模式,同时将最终改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式,个人是否拥有计算机已不再重要,也不需要购买和在电脑中安装大量套装软件,只需要接入到“云服务”即可。

    (2)高可靠性和通用性。“云“使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,同时云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。

    (3)高可扩展性和按需服务。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要,同时用户也可按需购买,可以像自来水、电、煤气等那样计费。

    (4)低廉的价格和便捷性。由于“云“的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云“的自动化集中式管理使用户无需负担日益高昂的数据中心管理成本,云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云“的低成本优势。同时云计算对终端设备要求非常低,使用起来很方便,用户无需购置昂贵的终端设备。

    (5)数据共享。云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。

    云计算拥有无限潜力有待人们开发挖掘,克服云计算现阶段所存在的问题和风险,云计算必将会取代当前传统的计算模式,成为下一代IT技术的核心。
      人工智能、大数据、云计算和物联网的未来发展值得重视,均为前沿产业,多智时代专注于人工智能和大数据的入门和科谱,在此为你推荐几篇优质好文:
    一般来说,云计算的成本主要分为哪几大类
    http://www.duozhishidai.com/article-11568-1.html
    什么是云计算,云计算市场现状及发展方向是什么
    http://www.duozhishidai.com/article-11556-1.html
    数据中心、云计算、大数据之间有什么区别和联系?
    http://www.duozhishidai.com/article-11174-1.html


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  • [互联网工作原理].Que,.How.the.Internet.Works.(2006),8Ed.chm
  • 一、DNS 是啥? DNS 是洋文“Domain Name System”的缩写,直译过来就是“域名系统”。 ...咱们每天打交道的这个互联网,其...咱们日常用的那些互联网软件(浏览器、聊天工具、下载工具、等等)在工作时,必须依靠

    一、DNS 是啥?

    DNS 是洋文“Domain Name System”的缩写,直译过来就是“域名系统”。

     

    二、DNS 有啥用?

    咱们每天打交道的这个互联网,其底层的基石是“IP”。IP 是“Internet Protocol”的缩写,中文就“互联网协议”(光看名字就知道这玩意儿很重要)。咱们日常用的那些互联网软件(浏览器、聊天工具、下载工具、等等)在工作时,必须依靠【IP地址】才能进行网络数据传输。

    “IP地址”是设计给软件用滴——虽然软件很容易处理,但对于人类而言,却很难记忆。于是,后来又发明了 DNS。有了 DNS,人类就不需要记住长长的一串 IP地址,而只需记住“域名”(域名通常更短,也更具有可读性,例如www.g.cn)。

    比如你上网的时候,只需在地址栏输入网站的“域名”,而不用输入网站的“IP地址”。然后电脑系统会利用 DNS 来把“域名”翻译成“IP地址”。这个翻译的过程术语叫“域名解析/DNS解析”。

     

    三、域名的结构是咋样?

    域名是按照“树形结构”组织的。不懂得啥是“树形结构”的同学,可以对照一下电脑硬盘上的目录结构。域名的结构和目录结构很类似,目录结构是用“斜杠”作分隔符,而域名是用小数点作分隔符。两者的主要区别在于:目录结构名称的形式是从左到右(上级在左,下级在右),而域名是从右到左(上级在右,下级在左)。

    以网易的域名为例:

    3g.163.com 的上级域名是 .163.com

    163.com 的上级域名是 .com

    这里的 .com 就被称为顶级域名(Top-Level Domain,简称 TLD),跟 .com 类似的那些 .net .org .gov 也是顶级域名。还有那些以国家/地区的代码命名的(比如 .cn .tw .hk .jp 等等)也是顶级域名。

     

    四、“域名解析”是咋实现?

    如果你曾经配置过电脑的网卡,应该记得上面除了有IP地址、掩码等设置,还有一项设置是“DNS服务器/域名服务器”。这项设置就是用来帮助你的电脑进行域名解析的。你可以把这个“DNS服务器”想象成114查号台。每当电脑需要翻译某个域名,就找这个域名服务器查询,然后域名服务器会告诉你的电脑,要查询的域名对应的IP地址是啥。

    下面简单说一下,你的电脑进行域名解析的过程。

    为了叙述方便,以网易为例。当你在浏览器的地址栏中输入 www.163.com,然后敲回车,这时候电脑软件会进行如下一系列事情。

    1. 首先根据输入的网址,提取出域名(

    2. 如果你在系统中配置了 Hosts 文件,那么电脑会先查询 Hosts 文件,看这个www.163.com 否已经在 Hosts 里面有了对应的记录。如果有,直接就可以拿到该记录中的 IP地址,过程就结束了。

    3. 如果 Hosts 里面没有这个别名,那么电脑会看你有没有设置域名服务器(DNS 服务器)。如果你的系统没有设置域名服务器,那电脑就没辙了,浏览器直接会报错,说网站的域名无法解析。过程就结束了。

    4. 如果你设置过“域名服务器”,那么电脑会向这个域名服务器发送一个域名查询(DNS query)的请求,然后等候域名服务器的回应。

    5. 如果域名服务器始终没有回应(比如域名服务器挂了,或域名服务器的IP填错了,或请求被 拦截了),那么电脑还是没辙(浏览器会报错)。

    6. 如果域名服务器回应了,那么你的电脑就可以根据域名服务器的应答信息,得到该域名的 IP地址。之后浏览器就会向这个 IP地址 对应的 Web 端口发送 HTTP 请求。

    通常情况下,电脑拿到的(DNS服务器)应答信息是正确的——也就是说,应答中的 IP地址 确实对应那个域名——这种情况下,你的网络软件就可以正常工作了。

    但是在某些国家,例如CHAOXIAN,电脑拿到的 DNS 应答有可能是【错的】。为啥会这样捏,本文的后半部,俺会介绍一下“域名劫持”和“域名污染”。

     

    五、域名服务器如何知道这些信息?

    (一)域名的缓存

    大伙儿平时使用的域名服务器,技术术语叫“递归域名服务器”。“递归服务器”是面向普通网友的。刚才介绍“域名解析”的时候提到的服务器就是“递归服务器”。

    “递归服务器”的内部通常会有一个 DNS记录 的缓存——这个缓存是为了提高查询效率的。当某台电脑向递归服务器发起域名查询时,递归服务器首先看自己的缓存中有没有该域名的记录,如果有,直接就回复该记录给查询的电脑。

    万一对方想要查询的域名没找到,咋办捏?这时候就要进行缓存的同步。

    (二)缓存的同步

    下面就拿网易的域名为例,说说这种情况的处理流程。

    1. 对方查询3g.163.com 这个域名,“递归服务器”发现自己的缓存中没有

    2. “递归服务器”会先去找“根域名服务器”帮忙,“根服务器”会告诉“递归服务器”说:这个域名属于 com 这个分支之下,你去找 com 这个域名的“权威服务器”,这个权威服务器的 IP地址 是 xxx。

    3. 然后“递归服务器”根据拿到的这个 xxx地址,又去找“com 域名的权威服务器”。“com 域名的权威服务器”告诉它:你应该去找“163.com 域名的权威服务器”,这个权威服务器的 IP地址 是 yyy

    4. 然后“递归服务器”又屁颠屁颠地去找“163.com 域名的权威服务器”。这时候“163.com 域名的权威服务器”才会告诉它,3g.163.com 这个域名的 IP地址 到底是多少。

    大伙儿看到没有?整个过程如同“踢皮球”,效率是很低的。所以俺前面提到,“递归域名服务器”必须得有一个缓存,以此来优化效率(不用每次查询都来一次“踢皮球”)。

    (三)同步的周期

    说完了“域名的同步”,顺便提一下“同步的周期”。

    因为互联网上的域名信息是有可能发生变化的。比如增加了某个新域名,注销了某个旧域名,或者某个域名对应的 IP地址 变了。所以,“递归服务器”上保留的缓存中,每一条域名记录都有一个生命周期(可能是几分钟,也可能是几小时)。如果某条记录的生命周期过了,就会被删除,然后重新同步。

     

    六、啥是“域名劫持”?

    刚才说了,域名服务器上都会保存一大堆的域名记录(每条记录包含“域名”和“IP地址”)。当收到域名查询的时候,域名服务器会从这堆记录中找到对方想要的,然后回应给对方。

    如果域名服务器上的某条记录被【人为修改】了(改成错的),那么一旦要查询这条记录,得到的就是错误的结果。这种情况称之为“域名劫持”。

    ★谁有“域名劫持”的企图?

    “域名劫持”通常是电信运营商(ISP)干的好事儿。很多宽带用户用的域名服务器就是 ISP 提供给你的。

    举例:

    前几年曾经出现过:某个 ISP 跟某网站勾结,把维基百科的流量重定向到XX。具体搞法是:该 ISP 篡改自己的域名服务器的记录,把里面跟维基百科 相关的域名记录的 IP地址 修改为XX的 IP地址。如此一来,假设你用的是这个 ISP 的域名服务器,当你在浏览器输入 http://zh.wikipedia.org/的时候,你的电脑查询到的 IP地址 其实是XX的 IP地址,所以浏览器打开的是“XX”的主页。

    ★如何对付“域名劫持”?

    刚才说了,“域名劫持”的根源在于:域名服务器上的记录被人给改了。要对付这种耍流氓,最直接的办法就是不要使用这种流氓 ISP 提供的域名服务器,改用国外那些比较靠谱的。目前口碑最好的,大概是 Google 提供的两个域名服务器,IP地址 分别是 8.8.8.8 和 8.8.4.4 ——这俩不光是地址好记,更重要的是,不会耍流氓。

     

    七、啥是“域名污染”?

    先提醒一下:“域名污染”这个词还有其它几个别名,分别是“域名欺骗”、“域名缓存投毒”(洋文叫:DNS cache poisoning)。今后看到这几个别名,要晓得是同一个意思。

    “域名污染”的原理,简单说来是这样滴:当你的电脑向域名服务器发送了“域名查询”的请求,然后域名服务器把回应发送给你的电脑,这之间是有一个时间差的。如果某个攻击者能够在域名服务器的“DNS应答”还没有到达你的电脑之前,先伪造一个错误的“DNS应答”发给你电脑。那么你的电脑收到的就是错误的信息,并得到一个错误的 IP地址。

    ★谁有“域名污染”的企图?

    从技术上讲,只要攻击者能够位于“你”和“域名服务器”的传输线路中间,那么攻击者就有机会搞“域名污染”。能够做到这点的,可能是一个黑客/骇客,也可能是 ISP。

    ★某国家防火墙的两种“域名污染”

    刚才俺解释了“域名污染”的原理,那种形式不妨称为“直接污染”。由于某国家防火墙的特殊性,它不但可以做到“直接污染”,还可以做到“间接污染”。而普通的骇客顶多只能做到“直接污染”,难以做到“大范围的间接污染”。

    那么这两种污染有啥区别捏?且听俺细细道来。

    ◇某国家防火墙部署在哪?

    首先有必要先扫盲一下“某国家防火墙(其实是一种IDS,也就是入侵检测系统)的部署位置”。X国互联网只有少数几个国际出口(名气较大的是:A出口、B出口、C出口)。如果你要访问国外网站,你的网络数据流就必定会经过其中的某个“国际出口”。

    ◇某国家防火墙的直接污染

    因为某国家防火墙部署在国际出口。如果你用的是【国外的】域名服务器,你的“DNS请求”必定会经过国际出口;同样,域名服务器的“DNS应答”必定也会经过国际出口才能到你的电脑。这一来一回就给某国家防火墙 提供了机会。

    这种污染就是俺所说的“直接污染”。

    ◇某国家防火墙 的间接污染

    刚才介绍了“使用国外域名服务器会被直接污染”。那如果你用的是【国内的】域名服务器捏?就会被“间接污染”。过程如下:

    1. 比方说你用的是电信的 DNS服务器,然后你想要访问某个被不受欢迎的网站。

    2. 对于不受欢迎的网站,其网站服务器必定在国外,而且网站的域名肯定也不会使用 CN 之下的域名。所以,被封锁的网站,其上级域名的“权威域名服务器”肯定也是在国外。

    3. 当你向“电信的DNS服务器”查询反共网站的域名,这台“电信的DNS服务器”就会去找这个不受欢迎的网站的上一级域名对应的“权威域名服务器”去进行“域名查询”。

    4. 因为是从国外进行域名查询,相关的数据流必定要经过国际出口。一旦经过国际出口,就会被 某国家防火墙 污染。

    5. 如此一来,“电信的域名服务器”拿到的是已经被污染的域名记录(里面的IP是错的)。而且“电信的域名服务器”会把这条错误的记录保存在自己的域名缓存中。

    6. 下次如果有另一个网友也找这台“电信的域名服务”查询这个不受欢迎的网站,也会查到错误的结果。

    上述过程不断重复,最终会导致:全国所有的域名服务器,它们的缓存中只要是包含了不受欢迎的网站的记录,记录中的 IP地址 必定是错的(这个错误的 IP地址 也就是 某国家防火墙 伪造的那个)。所以说“间接污染”是很牛逼的,可以把错误的域名记录扩散到全国。

    刚才俺说了,“域名污染”也叫“域名缓存投毒”。“投毒”一词真的非常形象——就好象在某条河流的源头下毒,从而把整条河流的水都污染。“域名污染”直接破坏了互联网的基础设施。


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    一、

    “上网”究竟是是什么?答案:上网就是请求数据,就是文件传输。

     以2345浏览器为例

    打开C:\Users\PYC\AppData\Local\2345Explorer\User Data\Default\Cache (红色部分不同电脑不同)路径删掉缓存,打开2345浏览器就有文件生成

    二、

    服务器

    ● 服务器就是计算机,只不过比咱们用的笔记本的配置牛逼了很多,并且24小时不断电,不关机。
    ● 服务器上存储着网页的相关文件。一旦有访问者浏览网站,服务器就将发送这些文件给访问者。

    ● 服务器一旦关机,网站就无法访问了。

    三、

    浏览器

    浏览器是安装在客户的电脑里面的,是一个软件,能够让用户上网。

    浏览器有版本之分,有浏览器兼容问题,我们的课程将详细介绍浏览器兼容问题。

    四、

    HTTP超文本传输协议,Hypertext Transfer Protocol。
    这是一个文件的传输协议,我们上网的时候,所有的文件都是通过HTTP这个协议,从服务器上传输到客户的电脑里面的。


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  • MySQL工作原理

    千次阅读 2018-08-09 10:26:28
    MySql是目前使用最广泛的数据库之一,拥有体积小、速度快、成本低等特点,重点还MySql开源,是目前互联网行业使用最多的数据库。  那么MySql是怎么运行工作的呢,MySQL Server逻辑架构图如下:   一、逻辑结构 ...
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    千次阅读 2019-10-26 16:00:52
    防火墙作为一种安全设备被广泛使用于各种网络...这篇博文主要介绍华为防火墙产品及其工作原理。 博文大纲: 一、华为防火墙产品简介 1.USG2110 2.USG6600 3.USG9500 4.NGFW 二、防火墙的工作原理 1.防火墙的工作...
  • 爬虫工作原理

    千次阅读 2018-05-17 16:28:32
    前言一、什么是爬虫?二、爬虫的基本流程1、发起请求2、获取响应内容3、解析内容4、保存数据三、http协议:请求与响应四、请求:request1、请求方式2、请求的URL3、请求头4、请求体五、响应:response1、响应状态码2...

空空如也

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