计算机基础——计算机网络

网络类型

TCP/IP协议

概述

• TCP/IP协议，中文名为传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)，也叫网络通讯协议
• TCP/IP协议指一个由FTP、SMTP、Telnet、TCP、UDP、IP等协议组成的协议簇。
• TCP/IP协议共分五层——应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

TCP/IP协议的组成

协议层	协议	注释
应用层	Telnet	远程登录服务应用
	HTTP	浏览器
	SMTP	邮件传输应用
	HTTP	万维网应用
运输层	TCP	面向连接的、可靠的
	UDP	不可靠的
网络层	IP	分配IP地址
	ARP	根据IP地址获取MAC地址
	路由协议
链路层

• IP独立于链路层传输技术
• 可以支持不同的物理层网络

域名(Domain Name)

基本信息

• 域名，又称网域，是由一串用点分割的名字组成的Internet上的某一台计算机或者计算机组的名称
• 与IP地址一一对应
• 域名是唯一的
• 域名与IP地址的对应情况、实现两者之间相互转换功能的系统是域名系统(Domain Name System)
• 域名的有关规则
  • 域名不区分大小写
  • 域名全都由字符组成——符合ASCII码
  • 域名分几个等级，但最多不超过5级，从左往右级别变高。以www.csdn.net为例，.net为顶级域名，.csdn为二级域名。
  • 每一级的域名不能超过63位，域名总长不能超过253位
• 域名的优势
  • 易于记忆，使用域名之后，不用再死记IP地址
  • 人们可以方便的了解该服务器/网站的基本信息——所属机构、所在国家、组织性质等

顶级域名举例

域名	用途
.com	企业
.top	企业
.edu	教育
.gov	政府
.mil	军事
.net	互联网络及信息中心
.org	非盈利中心
.aero	航空
.coop	协作组织
.museum	博物馆
.biz	商务
.name	个人
.pro	会计师、律师、医师

域名系统(Domain Name System)

• UDP/TCP端口号：53
• 将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库

域名系统的名字空间

• 名字空间：所有可能出现的域名的集合
• 名字空间是层次结构，可以看作为树形结构，结构中不同节点可以使用相同的标记，每个标记由**26个英文字母、阿拉伯数字、英文连词号(-)**组成

域名系统的组成

• 域名系统提供了域名和IP地址影响的表单，由于域名系统的名字是层次结构存放，这些对应情况称为资源文件

• 资源文件中每条资源记录有五种不同的字段

  • 域名：解析内容
  • 值：解析结果
  • 类型：值的种类
  • 分类：指定其他记录类型
  • 生命值：该资源记录的有效期

域名服务器(Domain Name Server)

• 域名服务器：搭载域名系统(Domain Name System)的主机
• 全球共分布着13台根服务器，其中10台位于美国
• 域名服务器管理域名的方法：
  • 用不同的组负责表示各子系统的名字
  • 分层管理：允许域名服务器把他的一部分名称服务委托给子服务器
• DNS提供的信息
  • 域名和IP地址的对应信息表
  • 系统别名
  • 联系信息
  • 邮件枢纽

任务一——网络数据抓包

任务详解

1. 使用火狐浏览器打开http://temp.blog8090.com/
   
2. 输入手机号、姓名。提交之后，使用火狐浏览器自带的web开发工具查看浏览器提交给服务器的数据
   
   自此，得到暗号——今晚打老虎
3. 添加新的字段"kouling"。发现不能直接添加，所以我一不做二不休，直接把原网页修改，添加了一个"kouling"字段
   
   
4. 再次输入信息，同时把暗号给输入
   
   此时，查看提交给服务器的字段，发现多了一个"kouling"字段
   

总结

这个网络是典型的CS结构的实现。用户在浏览器处输入数据，后端接收，并返回相应的结果。

扩展

IPv4

• IPv4使用**32位地址(即4个字节)**进行存储，所以IPv4可以表示2³²(4,294,967,296)个地址。其中有些地址是特殊的

  • 专用地址
  • 多播地址

• 一个IP地址分为两个部分：高位表示网络地址，低位表示主机在局域网中的地址

• IP地址的表示

  格式	值	从点分十进制转换
  点分十进制	192.0.2.235	不适用
  点分十六进制	0xC0.0x00.0x02.0xEB	每个字节被单独转换为十六进制
  点分八进制	0300.0000.0002.0353	每个字节被单独转换为八进制
  十六进制	0xC00002EB	将点分十六进制连在一起
  进制	3221226219	用十进制写出的32位整数
  八进制	030000001353	用八进制写出的32位整数

IPv6

• IPv6使用**128位地址(即6个字节)**进行存储

• IPv6地址的表示方法

  • 冒分十六进制表示
    • 将128位地址每16bit为一组，分为八组，用冒号分开
    • ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
  • 0位压缩表示法
    • 是冒分十六进制表示法的一种简写模式
    • 如果表示中出现了连续的0，那么使用 :: 来表示这组0；==每一个IPv6只能出现一个 ::
      • FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
        0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1
        0:0:0:0:0:0:0:0 → ::
  • 内嵌IPv4表示法
    • 是冒分十六进制表示法的一种改进模式
    • 将使用冒分十六进制表示法表示的IP地址的低32位使用IPv4地址表示，其余部分仍然使用冒分十六进制表示法进行表示
      • ::FFFF:192.168.0.1

• IPv6表示的地址类型可以分为三类

  • 单播地址(Unicast Address)
    • 唯一标识一个接口
    • 发送到单播地址的数据报文]将被传送给此地址所标识的一个接口。
  • 组播地址(Multicast Address)
    • 标识一组接口
    • 发送到组播地址的数据报文被传送给此地址所标识的所有接口。
  • 任播地址(Anycast Address)
    • 送到任播地址的数据报文被传送给此地址所标识的一组接口中距离源节点最近（根据使用的路由协议进行度量）的一个接口。

其他自测

• ARP和RARP的主要作用分别是什么
  ARP，地址解析协议，根据IP地址获取物理地址（MAC地址）；RARP，反向地址解析协议，根据物理地址从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。
• C类IP地址预留了多少位网络号和主机号
  预留了24bits网络号，8bits主机号
• 要将B类IP地址168.195.0.0分成
  B类IP地址预留的网络号和主机号分别是2位，要划分成8个子网，则需要占用3bits的主机号，所以子网掩码是：11111111.11111111.11100000.00000000，即255.255.224.0
• 环回地址属于哪一类IP地址？访问环回地址数据包会流向网络吗？
  环回地址127.0.0.1～127.255.255.254，不属于任何一个有类别地址类。通常使用的是127.0.0.1，其余予以保留。此地址块中的任何地址都绝不会出现在任何网络中，所以访问环回地址数据包不会流向网络。