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  • 互联网工作原理是什么
    千次阅读
    2019-07-30 16:21:01

    计算机网络是由许多计算机组成的,要实现网络的计算机之间传输数据,必须要
      作两件事,数据传输目的地址和保证数据迅速可靠传输的措施,这是因为数据在传输
      过程中很容易丢失或传错,Internet使用一种专门的计算机语言(协议),以保证数据安
      全、可靠地到达指定的目的地,这种语言分两部TCP(Transmission Control Protocol
      传输控制协议)和 IP (Internet Protocl网间协议)。
      (1)TCP/IP协议的数据传输过程:
      TCP/IP协议所采用的通信方式是分组交换方式。所谓分组交换,简单说就是数据
      在传输时分成若干段,每个数据段称为一个数据包,TCP/IP协议的基本传输单位是数
      据包,TCP/IP协议主要包括两个主要的协议,即TCP协议和IP协议,这两个协议可以
      联合使用,也可以与其他协议联合使用,它们在数据传输过程中主要完成以下功能:
      1)首先由TCP协议把数据分成若干数据包,给每个数据包写上序号,以便接收端
      把数据还原成原来的格式。
      2)IP协议给每个数据包写上发送主机和接收主机的地址,一旦写上的源地址和目
      的地址,数据包就可以在物理网上传送数据了。IP协议还具有利用路由算法进行路
      由选择的功能。
      3)这些数据包可以通过不同的传输途径(路由)进行传输,由于路径不同,加上其
      它的原因,可能出现顺序颠倒、数据丢失、数据失真甚至重复的现象。这些问题都
      由TCP协议来处理,它具有检查和处理错误的功能, 必要时还可以请求发送端重发。
      简言之,IP协议负责数据的传输,而TCP协议负责数据的可靠传输。
      (2)标准的IP地址
      无论是从使用Internet的角度还是从运行Internet的角度看IP地址和域名都是十分重
      要的概念,当你与Internet上其它用户进行通信时,或者寻找Internet的各种资源时,都
      会用到IP地址或者域名。
      IP地址是Internet主机的一种数字型标识,它由两部分构成,一部分是网络标识
      (netid),另一部分是主机标识(hostid)。
      网络标识
      主机标识
      目前所使用的IP协议版本规定:IP地址的长度为32位。Internet的网络地址可分为
      三类(A类、B类、C类),每一类网络中IP地址的结构即网络标识长度和主机标识长度
      都有所不同。
      A类:
      0 7 8 31
      0 网络标识
      主机标识
      凡是以0开始的IP地址均属于A类网络。
      B类:
      0 1 15 16 31
      1 0 网络标识 主机标识
      凡是以10开始的IP地址都属于B类网络。
      C类:
      0 1 2 23 24 31
      1 1 0 网络标识 主机标识
      凡是以110开始的IP地址都属于C类网络。
      由此可见A类网络IP地址的网络标识长度为7位,主机标识的长度为24位。B类网
      络IP地址的网络标识的长度为14位,主机标识长度16位。C类网络IP地址的网络标识
      长度为21位,主机标识长度为8位。这样大家可以容易地计算出Internet整个IP地址空
      间的各类网络数目和每个网络地址中可以容纳的主机数目。
      Internet的IP空间
      第一组数字 网络地址数 网络主机数 主机总数
      A类网络 1-127 126(全0、全1专用) 16387064 2064770064
      B类网络 128-191 16256 64516 1048872096
      C类网络 192-223 2064512 254(全0、全1专用) 524386048
      总计 2080894 3638028208
      从上图看出:A类网络地址数量最少,可以用于主机数多达1600多万台的大型网
      络,B类网络适用于中等规模的网络,C类网络地址适用于主机数不多的小型网络。
      由于二进制不容易记忆,通常用四组三位的十进制数表示,中间用小数点分开,
      每组十进制数代表8位二进制数,其范围为0—255,但是0和255这两个地址在Internet
      有特殊用(用于广播),因此实际上每组数字可以真正使用的范围1—254。例如:我们
      八闽信息公司的主机IP地址可表示为:202.101.100.157。相对于二进制形式,这种表
      示要直观得多,便于阅读和理解。
      <3>域名、域名系统和域名服务器
      前面讲到,IP地址是一种数字型网络标识和主机标识,数字型标识对计算机网络
      来讲自然是最有效的,但是对使用网络的人来说有不便记忆的缺点,为此人们研究出
      一种字符型标识, 这就是域名。 目前所使用的域名是一种层次型命名法。
      第n级子域名. … 第二级子域名. 第一级子域名.
      这里一般: 2≤n≤5
      域名可以以一个字母或数字开头和结尾,并且中间的字符只能是字母、数字和连
      字符,标号必须是小于255。经验表明为了简便并容易记住名字,每个标号小于或等
      于8个字符, 但这不是必须的。
      第一级子域名是一种标准化的标号,如下表:
      域 名 意义
      ;COM 商业组织
      ;EDU 教育机构
      ;GOV 政府部门
      ;MIL 军事部门
      ;NET 主要网络支持中心
      ;ORG 上述以外的机构
      ;INT 国际组织
      ;COUNTRY CODE 国家(采用国际通用两字符编码)
      NIC(网络信息中心)将第一级域名的管理特权分派给指定管理机构,各管理机构
      再对其管理下的域名空间继续划分,并将各子部分管理特权授予子管理机构,如此
      下去,便形成层次型域名,由于管理机构是逐级授权的,所以最终的域名都得到NIC
      承认,成为Internet全网中的正式名字。
      Internet地址中的第一级域名和第二级域名是由NIC管理,我国国家级域名(CN)由
      中国科学院计算机网络中心(NCFC)进行管理,第三级以下的域名由各个子网的NIC
      或具有NIC功能的节点自已负责管理。
      注意几点:
      1)域名在整个Internet中必须是唯一的,当高级子域名相同时,低级子域名不允许
      重复。
      2)大小写字母在域名中没有区别。
      3)一台计算机可以有多个域名 ( 通常用于不同的目的 ) , 但只能有一个IP地址。
      4)主机的IP地址和主机的域名对通信协议来说具有相同的作用,从使用的角度
      看,两者没有区别。但是,当你所使用的系统没有域名服务器,只能使用IP地址不
      能使用域名。
      5)为主机确定域名时应尽量使用有意义的符号。
      何谓域名系统:把域名翻译成IP地址的软件称为域名系统(DNS)。从功能上说,域名
      系统基本上相当于一本电话簿,已知一个姓名就可以查到一个电话号码,它与电话
      簿区别是可以自动完成查找过程,此时, 完整的域名系统应该具有双向查找功能。
      所谓域名服务名:实际上就是装有域名系统的主机。

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  • 互联网工作原理

    千次阅读 2020-03-20 18:08:52
    主要介绍众多网络组成互联网的过程

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    网络是怎么形成的

    在没了解这方面知识之前,对网络怎么形成的真的是丈二和尚摸不着头脑,都不敢说自己是学相关专业的了。理解之后才豁然开朗

    我们只谈有线网络(无线网络原理与此相同)

    当两台电脑彼此连接形成一个网络时,情况比较清晰,但如果10台电脑呢?
    图片.png

    图片.png

    每台电脑有九个插头,总共需要45条网线。在往上加呢?(不敢想了)
    为了解决这个问题,网络上的每台电脑需要链接到一个叫做路由器(router)的特殊小电脑。路由器只干一件事:就像过去的接线员,它要确保拨号者发出的一条信息可以到达正确的接听者。为了把信息发送给电脑B,电脑A必须把信息发送给路由器,路由器将收到的信息转发给电脑B,并且确保信息不会发送给电脑C。
    一旦我们把路由器加入到这个系统,我们的网络中便只需要十条网线:每台电脑一个插口,路由器上十个插口。
    图片.png

    但是路由器作用范围是有限的,如果范围扩大该怎么办?前面说过,路由器是一台特殊电脑,我们当然也可以把路由器彼此连接
    图片.png
    这样,电脑连接路由器,路由器连接路由器,规模可以不断扩大
    这样网络越来越接近我们所说的互联网 ,但是我们遗漏了一些东西。我们建立网络是为了我们自己的目的。所以不同的人会建立不同的网络:你的朋友,你的邻居,每个人都可以拥有自己的计算机网络。在你的房子和世界其它地方之间架设电缆将这些不同的网络连接起来是不可能的,那么你该如何处理这件事呢?其实已经有电缆连接到你的房子了,比如,电线和电话。电话基础设施已经可以把你家连接到世界的任何角落,所以它就是我们需要的线。为了连接电话这种网络我们需要一种基础设备叫做调制解调器(modem),调制解调器可以把网络信息变成电话设施可以处理的信息,反之亦然。

    图片.png

    这样,我们可以通过电话基础设施相互连接。下一步是把信息从我们的网络发送到我们想要到达的地方。为了做这些,我们需要把我们的网络连接到互联网服务提供商(ISP)。ISP是一家可以管理一些特殊的路由器的公司,这些路由器连接其他ISP的路由器. 你的网络消息可以被ISP捕获并发送到相应的网络。互联网就是由这些所有的网络设施所组成。
    图片.png
    国内3大isp供应商:

    中国电信:拨号上网、ADSL、1X、CDMA1X,EVDO rev.A、FTTx

    中国移动:GPRS及EDGE无线上网、TD-SCDMA无线上网,一少部分FTTx

    中国联通:GPRS,W-CDMA无线上网、 拨号上网、ADSL、FTTx

    寻找电脑

    如果你想给一台电脑发送一条信息,你必须指明它是哪台电脑。因此,任何连接到网络中的电脑都需要有一个唯一的地址来标记它,叫做 “IP 地址” (IP代表网络协议)。这个地址由四部分被点分隔的数字序列组成,比如:192.168.2.10。
    对于电脑这样已经很好了,但是人类却很难记忆这一串地址。为了简单处理,我们给IP地址取一个容易阅读的别名:域名。比如,google.com 被用于IP地址 172.217.7.14。这样我们通过这些域名可以很容易的通过网络连接到电脑.

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    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
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    数据中心、云计算、大数据之间有什么区别和联系?
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    五层模型

    应用层
    传输层
    网络层
    链接层
    物理层
    越下面的层,越靠近硬件;越上面的层,越靠近用户

    物理层

    它就是把电脑连接起来的物理手段。它主要规定了网络的一些电气特性,作用是负责传送0和1的电信号。(光缆、电缆、双绞线、无线电波等方式)

    链接层

    • 单纯的0和1没有任何意义,必须规定解读方式。这就是"链接层"的功能,确定了0和1的分组方式。

    • 以太网规定,一组电信号构成一个数据包,叫做"帧"(Frame)。每一帧分成两个部分:标头(Head)和数据(Data)。

    • "标头"包含数据包的一些说明项,比如发送者、接受者、数据类型等等;"数据"则是数据包的具体内容。

    • "标头"的长度,固定为18字节。"数据"的长度,最短为46字节,最长为1500字节。因此,整个"帧"最短为64字节,最长为1518字节。如果数据很长,就必须分割成多个帧进行发送。

    • 以太网规定,连入网络的所有设备,都必须具有"网卡"接口。数据包必须是从一块网卡,传送到另一块网卡。网卡的地址,就是数据包的发送地址和接收地址,这叫做MAC地址。每块网卡出厂的时候,都有一个全世界独一无二的MAC地址,长度是48个二进制位,通常用12个十六进制数表示。前6个十六进制数是厂商编号,后6个是该厂商的网卡流水号。有了MAC地址,就可以定位网卡和数据包的路径了。以太网数据包必须知道接收方的MAC地址,然后才能发送。

    广播
    • 有了MAC地址,系统怎样才能把数据包准确送到接收方,回答是以太网采用了一种很"原始"的方式,它不是把数据包准确送到接收方,而是向本网络内所有计算机发送,让每台计算机自己判断,是否为接收方。

    • 一台计算机向该网络内发送一个数据包,同一个子网络的所有计算机都会收到这个包。它们读取这个包的"标头",找到接收方的MAC地址,然后与自身的MAC地址相比较,如果两者相同,就接受这个包,做进一步处理,否则就丢弃这个包。这种发送方式就叫做"广播"(broadcasting)。

    • 有了数据包的定义、网卡的MAC地址、广播的发送方式,"链接层"就可以在多台计算机之间传送数据了。理论上,单单依靠MAC地址,上海的网卡就可以找到洛杉矶的网卡了,技术上是可以实现的。但是,这样做有一个重大的缺点。如果两台计算机不在同一个子网络,广播是传不过去的。这种设计是合理的,否则互联网上每一台计算机都会收到所有包,那会引起灾难。

    网络层

    • 它的作用是引进一套新的地址,使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。这套地址就叫做"网络地址",简称"网址"。于是,"网络层"出现以后,每台计算机有了两种地址,一种是MAC地址,另一种是网络地址。两种地址之间没有任何联系,MAC地址是绑定在网卡上的,网络地址则是管理员分配的,它们只是随机组合在一起。
    • 网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络,MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡。因此,从逻辑上可以推断,必定是先处理网络地址(IP),然后再处理MAC地址。
    • IP协议的作用主要有两个,一个是为每一台计算机分配IP地址,另一个是确定哪些地址在同一个子网络。
    IP数据包
    • 根据IP协议发送的数据,就叫做IP数据包。我们可以把IP数据包直接放进以太网数据包的"数据"部分,因此完全不用修改以太网的规格。这就是互联网分层结构的好处:上层的变动完全不涉及下层的结构。
      具体来说,IP数据包也分为"标头"和"数据"两个部分。
    • 因为IP数据包是放在以太网数据包里发送的,所以我们必须同时知道两个地址,一个是对方的MAC地址,另一个是对方的IP地址。通常情况下,对方的IP地址是已知的,但是我们不知道它的MAC地址。所以,我们需要一种机制,能够从IP地址得到MAC地址。
    • 这里又可以分成两种情况。第一种情况,如果两台主机不在同一个子网络,那么事实上没有办法得到对方的MAC地址,只能把数据包传送到两个子网络连接处的"网关"(gateway),让网关去处理。
    • 第二种情况,如果两台主机在同一个子网络,那么我们可以用ARP协议,得到对方的MAC地址。ARP协议也是发出一个数据包(包含在以太网数据包中),其中包含它所要查询主机的IP地址,在对方的MAC地址这一栏,填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF,表示这是一个"广播"地址。它所在子网络的每一台主机,都会收到这个数据包,从中取出IP地址,与自身的IP地址进行比较。如果两者相同,都做出回复,向对方报告自己的MAC地址,否则就丢弃这个包。
    • 总之,有了ARP协议之后,我们就可以得到同一个子网络内的主机MAC地址,可以把数据包发送到任意一台主机。

    传输层

    • 有了MAC地址和IP地址,我们已经可以在互联网上任意两台主机上建立通信。但是,我们如何区分它是哪一个应用程序的请求呢。我们还需要一个参数,表示这个数据包到底供哪个程序(进程)使用。这个参数就叫做"端口"(port),它其实是每一个使用网卡的程序的编号。每个数据包都发到主机的特定端口,所以不同的程序就能取到自己所需要的数据。
    • "端口"是0到65535之间的一个整数,正好16个二进制位。0到1023的端口被系统占用,用户只能选用大于1023的端口。不管是浏览网页还是在线聊天,应用程序会随机选用一个端口,然后与服务器的相应端口联系。
    • "传输层"的功能,就是建立"端口到端口"的通信。相比之下,“网络层"的功能是建立"主机到主机"的通信。只要确定主机和端口,我们就能实现程序之间的交流。因此,Unix系统就把主机+端口,叫做"套接字”(socket)。有了它,就可以进行网络应用程序开发了。
    • 我们必须在数据包中加入端口信息,这就需要新的协议。最简单的实现叫做UDP协议,它的格式几乎就是在数据前面,加上端口号。UDP数据包,也是由"标头"和"数据"两部分组成。
    • "标头"部分主要定义了发出端口和接收端口,"数据"部分就是具体的内容。然后,把整个UDP数据包放入IP数据包的"数据"部分,而前面说过,IP数据包又是放在以太网数据包之中的,UDP数据包非常简单,"标头"部分一共只有8个字节,总长度不超过65,535字节,正好放进一个IP数据包。
    • TCP:这个协议非常复杂,但可以近似认为,它就是有确认机制的UDP协议,每发出一个数据包都要求确认。如果有一个数据包遗失,就收不到确认,发出方就知道有必要重发这个数据包了。因此,TCP协议能够确保数据不会遗失。它的缺点是过程复杂、实现困难、消耗较多的资源。TCP数据包和UDP数据包一样,都是内嵌在IP数据包的"数据"部分。TCP数据包没有长度限制,理论上可以无限长,但是为了保证网络的效率,通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度,以确保单个TCP数据包不必再分割。

    应用层

    "应用层"的作用,就是规定应用程序的数据格式。

    用户角度

    连接互联网必须的四个参数:

    • 本机的IP地址
    • 子网掩码
    • 网关的IP地址
    • DNS的IP地址

    动态IP地址

    所谓"动态IP地址",指计算机开机后,会自动分配到一个IP地址,不用人为设定。它使用的协议叫做DHCP协议。
    这个协议规定,每一个子网络中,有一台计算机负责管理本网络的所有IP地址,它叫做"DHCP服务器"。新的计算机加入网络,必须向"DHCP服务器"发送一个"DHCP请求"数据包,申请IP地址和相关的网络参数。

    前面说过,如果两台计算机在同一个子网络,必须知道对方的MAC地址和IP地址,才能发送数据包。但是,新加入的计算机不知道这两个地址,怎么发送数据包呢?

    DHCP协议做了一些巧妙的规定。
    首先,它是一种应用层协议,建立在UDP协议之上
    在这里插入图片描述
    (1)最前面的"以太网标头",设置发出方(本机)的MAC地址和接收方(DHCP服务器)的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址,后者这时不知道,就填入一个广播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。

    (2)后面的"IP标头",设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时,对于这两者,本机都不知道。于是,发出方的IP地址就设为0.0.0.0,接收方的IP地址设为255.255.255.255。

    (3)最后的"UDP标头",设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的,发出方是68端口,接收方是67端口。

    这个数据包构造完成后,就可以发出了。以太网是广播发送,同一个子网络的每台计算机都收到了这个包。因为接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,看不出是发给谁的,所以每台收到这个包的计算机,还必须分析这个包的IP地址,才能确定是不是发给自己的。当看到发出方IP地址是0.0.0.0,接收方是255.255.255.255,于是DHCP服务器知道"这个包是发给我的",而其他计算机就可以丢弃这个包。

    接下来,DHCP服务器读出这个包的数据内容,分配好IP地址,发送回去一个"DHCP响应"数据包。这个响应包的结构也是类似的,以太网标头的MAC地址是双方的网卡地址,IP标头的IP地址是DHCP服务器的IP地址(发出方)和255.255.255.255(接收方),UDP标头的端口是67(发出方)和68(接收方),分配给请求端的IP地址和本网络的具体参数则包含在Data部分。

    新加入的计算机收到这个响应包,于是就知道了自己的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器等等参数。

    DNS协议

    DNS协议可以帮助我们,将这个网址转换成IP地址。已知DNS服务器为8.8.8.8,于是我们向这个地址发送一个DNS数据包(53端口)
    在这里插入图片描述
    然后,DNS服务器做出响应,告诉我们Google的IP地址是172.194.72.105。于是,我们知道了对方的IP地址。

    子网掩码

    接下来,我们要判断,这个IP地址是不是在同一个子网络,这就要用到子网掩码。

    已知子网掩码是255.255.255.0,本机用它对自己的IP地址192.168.1.100,做一个二进制的AND运算(两个数位都为1,结果为1,否则为0),计算结果为192.168.1.0;然后对Google的IP地址172.194.72.105也做一个AND运算,计算结果为172.194.72.0。这两个结果不相等,所以结论是,Google与本机不在同一个子网络。

    因此,我们要向Google发送数据包,必须通过网关192.168.1.1转发,也就是说,接收方的MAC地址将是网关的MAC地址。

    应用层协议

    浏览网页用的是HTTP协议,它的整个数据包构造是这样的:
    在这里插入图片描述

    TCP协议

    TCP数据包需要设置端口,接收方(Google)的HTTP端口默认是80,发送方(本机)的端口是一个随机生成的1024-65535之间的整数,假定为51775。

    TCP数据包的标头长度为20字节,加上嵌入HTTP的数据包,总长度变为4980字节。

    IP协议

    然后,TCP数据包再嵌入IP数据包。IP数据包需要设置双方的IP地址,这是已知的,发送方是192.168.1.100(本机),接收方是172.194.72.105(Google)。

    IP数据包的标头长度为20字节,加上嵌入的TCP数据包,总长度变为5000字节。

    以太网协议

    最后,IP数据包嵌入以太网数据包。以太网数据包需要设置双方的MAC地址,发送方为本机的网卡MAC地址,接收方为网关192.168.1.1的MAC地址(通过ARP协议得到)。

    以太网数据包的数据部分,最大长度为1500字节,而现在的IP数据包长度为5000字节。因此,IP数据包必须分割成四个包。因为每个包都有自己的IP标头(20字节),所以四个包的IP数据包的长度分别为1500、1500、1500、560。

    服务器端响应

    经过多个网关的转发,Google的服务器172.194.72.105,收到了这四个以太网数据包。

    根据IP标头的序号,Google将四个包拼起来,取出完整的TCP数据包,然后读出里面的"HTTP请求",接着做出"HTTP响应",再用TCP协议发回来。

    本机收到HTTP响应以后,就可以将网页显示出来,完成一次网络通信。

    传递数据

    应用用层按协议打包数据
    由传输层加上双方的端口号
    由网络层加上双方的IP地址
    由链路层加上双方的MAC地址,并将数据拆分成数据帧
    数模信号转换并由物理层传输到另一端

    三次握手

    seq: 序列号,表示数据第一个字节的序号

    ack: 确认序列号,表示期望收到的第一个字节的序号

    SYN:用作建立连接时的同步信号。

    ACK:用于对收到的数据进行确认。

    FIN:表示后面没有数据需要发送,连接需要关闭。
    在这里插入图片描述
    第一次握手:客户端发送数据包将SYN置1,表示希望建立连接,seq=x。发完后进入SYN_SEND状态。

    第二次握手:服务器收到请求后,通过SYN确认是建立连接请求,然后发送一个响应包,将SYN=1 ACK=1 seq=y ack=x+1,然后进入SYN_RCVDz状态

    第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=y+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

    为什么要三次握手

    保持信息对等。
    防止请求超时导致脏连接。

    两次握手会怎样

    如果两次握手就创建连接,传输完数据并释放连接后,第一个超时的连接请求才到达服务器,服务器会认为是客户端创建新连接的请求,然后创建连接。此时客户端的状态不是SYN_SENT,所以会直接丢弃服务器传来的确认数据,导致最后只是服务器单方面建立了连接。

    在浏览器中输入网址之后执行会发生什么

    1:DNS解析,找到对应ip地址:
    2:客户端发起http/https请求,然后交给传输层
    3:传输层将请求分成报文段,添加目标源和端口,并随机用一个本地接口封装进报头,然后交给网络层。
    4:网络层加上双方的ip地址信息,并负责路由分发。
    6:链路层中,包通过链路层发送到路由器,通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址,然后发送ARP请求查找目的地址,如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包进行传输了,然后发送IP数据包到达服务器的地址。

    ARP地址解析协议,工作原理

    1:每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。
    2:当源主机要发送数据时,首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址,如果有,则直接发送数据,如果没有,就向本网段的所有主机发送ARP数据包,该数据包包括的内容有:源主机 IP地址,源主机MAC地址,目的主机的IP地址。
    3:当本网络的所有主机收到该ARP数据包时,首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址,如果不是,则忽略该数据包,如果是,则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中,如果已经存在,则覆盖,然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中,告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。
    :4:源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表,并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。

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