初识计算机网络

计算机网络

• LAN（局域网）

  • 以太网

    • 由于电缆上的每一个人都是可以看到的，所以提出了MAC地址

  • 载波侦听多路访问 CMSA 多台电脑共享一个传输介质

    • 载体是指 运输数据的共享媒介
      • 以太网 载体是 铜线
      • WIFI 传播无线电波的空气
    • 很多计算机同时侦听载体 所以叫做侦听和多路访问
    • 载体传输数据的速度 带宽

  • 传输数据期间 检测到数据冲突

    • 增长不同的等待时间
      • 指数级的等待时间增长 指数退避

  • 引入交换机，减少冲突

    • 连接两台很远的计算机，最简单就是一条专用的通信线路

      • 以上叫做电路交换

    • 另一个 报文交换

      • 不会有一个专有线路，会有中转点（路由）
      • 跳数 中间需要的经过的路由的个数 跳数限制
      • 大文件
        • 会造成阻塞
        • way: 将大报文分成小块 数据包
      • 报文格式 ：由’互联网协议（internet protocol）‘定义 简称IP

  • 每一台联网的计算机都需要一个IP

    • 路由器会平衡与其他路由器之间的负载：从而保证传输的快速可靠，叫做 阻塞控制
    • 关于不同的数据包的到达顺序不同 乱序问题
      • 出现了TCP/IP
      • 分组交换

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29 互联网

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计算机和一个巨大的分布式网络联系在一起

• 首先 连接到局域网 LAN
  • 家里的wifi路由器连着的设备组成了 局域网
• 局域网再连接到广域网 WAN（wide area network）
  • WAN的路由器 一般属于“互联网服务提供商” ISP （internet service provider） 类似中国电信 移动 联通
    • 广域网里一般先连到一个区域性路由器，（覆盖一个街区）->在连接到一个更大的WAN（比如覆盖一个城市）
• 数据想在互联网上传输要符合“互联网协议 internet protocol” 简称IP
• IP 是一个底层的协议 所以引入了UDP（user datagram protocol）
• 总结
  • IP负责把数据包送到正确的计算机
  • UDP 负责把数据包送到正确的程序
    • UDP头部 中还有校验和 用于检验数据是否正确
    • UDP不提供数据修复和数据重发机制
    • 无法知道数据是否到达 可以使用于skype（视频通话）
• 如果需要“所有数据必须到达（比如邮件）”，TCP （Tranmission control protocol）传输控制协议
  • 和UDP一样，头部也在存数据的前面
  • 人们叫这个组合为TCP/IP
  • TCP和UDP一样，头部也有端口号和校验和
  • 特点
    • 数据包有序号：可以是顺序排对，即使数据包的到达时间不一样
    • TCP要求接收方的电脑收到数据包，并且”校验和无误“给 发送方发一个确认码（ACK），代表收到了，得知收到了，在发送下一个数据包，如果过了一段时间确认那没到，发送方就再发一次数据包
    • 数据包同时发送多个，接收多个确认码
  • 确认码的成功率和来回时间推测网络拥挤程度，从而进行调整
  • 缺点： 确认码使数据包翻倍，但是没有传输更多信息
• 总结：
  • 当计算机访问一个网站：需要2个东西 ：1 IP地址，2 端口号
• DNS解析 [Domain Name System] （类比电话簿）
  • 顶级域名 .com
  • 二级域名 google.com
  • 子域名 image.google,com
  • 上面的数据存储在很多的DNS服务器上

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新抽象

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• 物理层
  • 前面讲到的线路的电信号，无线网的无线信号
• 数据链路层（DATA link layer）
  • 负责操控物理层
  • 数据链路层有: 媒体访问控制地址（MAC） 碰撞检测 指数退避 以及 指数退避
• 网络层（network layer）
  • 负责各种报文交换和路由
• 传输层（transport layer ）
  • 负责计算机之间点到点的传输，还会检测和修复错误
• 会话层（session layer）
  • 会话层会使用TCP和UDP来创建连接，传递信息，然后关掉连接
  • 完成这一套 叫做会话
• 表示层（presentation layer）
• 应用程序内层（application layer）

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30集 （万维网）world wide web

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万维网在互联网之上运行

互联网是传递数据的管道，各种程序都会用，其中传输数据最多的程序是万维网,分布在全球百万个服务器上

• 万维网的最基本单位，是单个页面
• 超链接的价值 ：将两样东西联系在一起
• 超文本（最常指向的：另一个网页）
• 每个网页唯一的地址：URL：（Uniform resource locator）统一资源定位器

过程：

• 计算机首先做DNS查找： 访问DNS服务器：输入一个域名

• DNS会输出对应的IP地址

• 有了IP地址，浏览器会打开一个TCP连接到这个IP地址

• 这个IP地址也运行着 网络服务器：标准端口：80 通过“IP地址+端口号”来 区分不同的服务的。

• 这个时候：计算机连接到了textcourse.com的服务器

• 下一步是向服务器请求“course”这个界面 -》这里会用超文本传输协议（HTTP：hypertext transfer portocol）

  代理服务器常用端口号
  （1）. HTTP协议代理服务器常用端口号：80/8080/3128/8081/9080
  （2）. SOCKS代理协议服务器常用端口号：1080
  （3）. FTP（文件传输）协议代理服务器常用端口号：21
  （4）. Telnet（远程登录）协议代理服务器常用端口：23

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http

• 历史上开始只有get：向服务器发送 GET /course

• 服务器会返回改地址对应的网页：然后浏览器渲染到屏幕上

• 点击链接，然后请求服务器的这个界面 超文本 状态码也产生了

• ”超文本“的存储和发送都是一普通文本形式 -> 出现了一种标记方法 ：超文本标记语言（HTML）：hypertext markup language

• 网页浏览器可以和网页服务器沟通： 浏览器不仅复制获取网页和媒体，还负责显示

• 然后出现了搜索引擎：

  • 三个部分
  • 爬虫 跟着链接到处跑的软件
  • 不断扩张的索引，记录访问过的网页上出现过那些词
  • 查询索引的搜索算法 （google 成名 pagerank）

• network neutrality（网络中立性） ： 平等对待所有数据包 速度和优先级

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