前言

• 計算機網絡基礎 該是程序猿需掌握的知識，但往往會被忽略
• 今天，我將獻上一份詳細 & 清晰的計算機網絡基礎 學習指南，涵蓋 TCP / UDP協議、Http協議、Socket等，希望你們會喜歡。

目錄

示意圖

1. 計算機網絡體系結構

1.1 簡介

• 定義
  計算機網絡的各層 + 其協議的集合
• 作用
  定義該計算機網絡的所能完成的功能

1.2 結構介紹

• 計算機網絡體系結構分為3種：OSI體系結構、TCP / IP體系結構、五層體系結構

• OSI體系結構：概念清楚 & 理念完整，但復雜 & 不實用
• TCP / IP體系結構：含了一系列構成互聯網基礎的網絡協議，是Internet的核心協議 & 被廣泛應用于局域網 和 廣域網
• 五層體系結構：融合了OSI 與 TCP / IP的體系結構，目的是為了學習 & 講解計算機原理

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低三層為通信子網，負責數據傳輸
高三層為資源子網，相當于計算機系統，完成數據處理；
傳輸層承上啟下

• TCP / IP的體系結構詳細介紹
  由于 TCP / IP體系結構較為廣泛，故主要講解

示意圖

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• OSI的體系結構詳細介紹

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2. TCP協議

Transmission Control Protocol，即 傳輸控制協議

1. 屬于 傳輸層通信協議
2. 基于TCP的應用層協議有HTTP、SMTP、FTP、Telnet 和 POP3

關于TCP的其他知識：如三次握手、四次揮手、無差錯控制原理等，具體請看文章：計算機網絡：這是一份全面 & 詳細 的TCP協議攻略

3. UDP協議

3.1 定義

User Datagram Protocol，即 用戶數據報協議

1. 屬于 傳輸層通信協議
2. 基于UDP的應用層協議有 TFTP、SNMP 與 DNS

3.2 特點

無連接的、不可靠的、面向報文、無擁塞控制，具體介紹如下：

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3.3 優缺點

• 優點：速度快
• 缺點：消息易丟失（特別是 網絡較差時）

3.4 應用場景（對應應用層協議）

要求通信速度高

如：
域名轉換：DNS協議
文件傳輸：FTP協議
網絡管理：SNMP協議
遠程文件服務器：NFS協議

3.5 報文段格式

• UDP的報文段共有2個字段：數據字段 & 首部字段
• 下面主要介紹首部（8字節、4個字段）

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3.6 TCP、UDP協議的區別

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4. HTTP協議

• 簡介

  
  
  示意圖

• 關于其工作方式、報文段等知識，請看文章：這是一份全面& 詳細 HTTP知識講解

5. Socket

5.1 簡介

• 即套接字，是應用層 與 TCP/IP 協議族通信的中間軟件抽象層，表現為一個封裝了 TCP / IP協議族 的編程接口（API）

示意圖

1. Socket不是一種協議，而是一個編程調用接口（API），屬于傳輸層（主要解決數據如何在網絡中傳輸）
2. 即：通過Socket，我們才能在Andorid平臺上通過 TCP/IP協議進行開發
3. 對用戶來說，只需調用Socket去組織數據，以符合指定的協議，即可通信

• 成對出現，一對套接字：

Socket ={(IP地址1:PORT端口號)，(IP地址2:PORT端口號)}

• 一個 Socket 實例 唯一代表一個主機上的一個應用程序的通信鏈路

5.2 其他知識

關于Socket的原理、機制過程 & 使用方式，具體請看文章：Android：這是一份很詳細的Socket使用攻略

6. 其他知識

6.1 在瀏覽器中輸入url地址 ->> 顯示主頁的過程

打開一個網頁，整個過程會使用哪些協議

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6.2 IP地址（IPv4地址）

• 定義
  連接在Internet中的每一臺主機（或 路由器）的全球唯一的標識符

• 組成
  IP地址 = 32位 = 網絡號 + 主機號；即IP地址::={<網絡號>，<主機號>}

其中：

1. 網絡號：標志主機（或路由器）所連接到的網絡。一個網絡號在整個因特網范圍內必須是唯一的。
2. 主機號：標志該主機（或路由器）。一個主機號在它面前的網絡號所指明的網絡范圍必須是唯一的。

不同類型的IP地址，其主機號 & 網絡號所占字節數不同；故：一個IP地址在整個網絡范圍內是唯一的

• 分類
  傳統的IP地址是分類的地址，分為A，B，C，D，E五類

區別在于網絡號 & 主機號占的字節數不同

示意圖

• 特別注意：在各類IP地址中，有一些IP地址用于特殊用途，不能用于做主機IP地址

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6.3 ICMP協議

• 定義
  Internet Control Message Protocol，即 網際控制報文協議

1. 屬于IP層協議
2. 注：ICMP報文不是高層協議，而是作為IP層數據報的數據，加上數據報首部，組成IP數據報發出去

• 作用
  更有效地轉發IP數據包 & 提高交付成功的機會

同時允許主機 / 路由器報告差錯 & 異常情況

• 分類
  ICMP差錯報告報文 & ICMP詢問報文

• 主要應用
  PING（分組網間探測）、Traceroute（跟蹤1個分組從源點到終點的路徑，原理 = 從源主機向目的主機發送一連串的IP數據報）

下面，將主要介紹Ping的過程

6.4 Ping的過程

• 定義
  Packet InterNet Groper，即分組網間探測

1. 是 ICMP報文的1個重要應用：使用了IPCM回送請求 & 回送回答報文

2. 是應用層直接使用網絡層ICMP的1個例子，無經過傳輸層的TCP、UDP

• 作用
  測試2個主機的連通性

• 原理

  1. 向目的主機發送多個ICMP回送請求報文
  2. 根據 目的主機返回的ICMP回送回答報文中的時間戳，從而計算出往返時間
  3. 最終顯示的結果：發送到目的主機的IP地址、發送 & 收到 & 丟失的分組數、往返時間的最小、最大 & 平均值

• 過程
  假設有兩臺主機：
  （目的主機）PC1：IP = 192.168.1.1
  （源主機）PC2：IP = 192.168.1.2

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6.5 路由器與交換機的區別

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6.6 Cookie 與 Session

• 簡介

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• 區別 & 對比

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6.7 Cookie 與 Token

• 簡介

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• 基于Cookie的身份驗證 & 驗證流程

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• 基于Token的身份驗證 & 驗證流程

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7. 總結

• 本文全面講解了 開發的基礎知識：計算機網絡

• 下面我將繼續講解 編程開發的基礎知識，感興趣的同學可以繼續關注本人運營的Wechat Public Account：

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