网络通信之基础知识

发布于:2025-07-22 ⋅ 阅读:(15) ⋅ 点赞:(0)

一、什么是计算机网络?

        计算机网络是指由若干主机、通信链路和网络设备(如路由器、交换机等)组成的系统,借助通信协议,实现信息共享和资源互联。
        其本质是:多台设备之间通过协议进行数据交换。

二、网络协议与分层思想

2.1 为什么要分层?

  • 简化复杂系统的设计

  • 各层职责清晰、可独立开发与维护

  • 不同协议之间解耦,提高可移植性与可替换性

2.2 常见的网络模型

模型 层数 特点
OSI 模型 7 理论模型,标准化程度高,用于理论研究
五层模型 5 实用简化模型,更贴近 TCP/IP 实现
TCP/IP 模型 4 实际部署中广泛采用,协议主导

名称 作用说明
应用层  面向用户,提供网络应用接口,如浏览网页、发邮件、下载文件。如HTTP、FTP、SMTP、DNS。
表示层  处理数据表现形式,进行编码转换、加密/解密、压缩/解压,确保不同系统间可识别数据格式。如:SSL/TLS 加密、ASCII、UTF-8。
会话层  管理会话/对话连接,负责建立、维护和终止通信会话。支持会话恢复和同步。协议示例:NetBIOS、RPC。
传输层  提供端到端可靠或不可靠的数据传输,包括流量控制、差错检测、重传机制、数据排序。协议:TCP(可靠)、UDP(不可靠)。
网络层  实现主机间通信,负责逻辑地址(IP)分配和路径选择(路由),让数据跨网段传输。如:IP、ICMP。
数据链路层  局域网中节点间通信,将网络层数据封装成帧,加入 MAC 地址,进行差错检测与纠正。协议:Ethernet等
物理层 负责比特流在物理介质上传输,如电信号、光信号、无线信号等。规定电气标准、接口类型。如:网线、光纤、网卡。

三、OSI模型与TCP/IP模型的比较

四、以太网协议

    以太网协议:是一种使用广泛的局域网技术,是一种应用于数据链路层的协议,使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输:

    以太网帧结构:

    1. 类型:标识上层协议(2字节)
    2. 目的地址和源地址:MAC地址(每个6字节)
    3. 数据:封装的上层协议的分组(46~1500字节)
    4. CRC:循环冗余码(4字节)
    5. 以太网最短帧:以太网帧最短64字节(其中数据最短46字节);

    MAC地址:

    1. MAC地址长度为6字节,48位;
    2. MAC地址具有唯一性,每个网络适配器对应一个MAC地址;
    3. 通常采用十六进制表示法,每个字节表示一个十六进制数,用 - 或 : 连接起来;
    4. MAC广播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。

    五、HTTP 与 HTTPS 协议

    4.1 HTTP 是什么?

    • HTTP(HyperText Transfer Protocol) 是 Web 通信的核心协议。

    • 位于 应用层

    • 特点:

      • 无状态:每个请求独立

      • 明文传输:安全性差

      • 基于 TCP 传输,端口号默认 80

    4.2 HTTPS 是什么?

    • HTTPS = HTTP + TLS/SSL 加密层

    • 加密通信:防止窃听和中间人攻击

    • 使用证书验证身份(X.509 证书)

    • 默认端口 443

    • 位于 应用层 + 表示层(加密处理在表示层逻辑)

    4.3 HTTP vs HTTPS 对比

    特性 HTTP HTTPS
    安全性 无加密,易被窃听 加密传输,支持身份认证
    端口 80 443
    协议栈位置 应用层 应用层 + 加密逻辑
    性能 更快 多一次握手、加密计算稍慢

    4.4 HTTP状态码

    状态码 类型 含义 常见场景/说明
    200 成功 请求成功,返回预期响应内容 GET/POST 请求成功
    201 成功 成功创建资源 POST 提交新数据(如用户注册、上传)
    204 成功 请求成功,但无响应内容 DELETE 请求成功,无需返回内容
    301 重定向 永久重定向 页面永久迁移,新 URL 更新
    302 重定向 临时重定向 登录后跳转原页面
    304 缓存优化 资源未修改,使用本地缓存 浏览器缓存机制,结合 ETag 使用
    400 客户端错误 请求格式错误或参数无效 请求参数错误、JSON 格式异常
    401 客户端错误 未认证,需登录 JWT 过期、Token 缺失、用户未登录
    403 客户端错误 已登录但无权限访问 权限不足、越权访问
    404 客户端错误 请求资源不存在 接口路径错误,路由未定义
    405 客户端错误 请求方法不允许 POST 请求了一个只允许 GET 的接口
    429 客户端错误 请求过于频繁 接口限流、反爬虫保护
    500 服务端错误 服务器内部错误 未处理的异常、代码崩溃
    502 服务端错误 网关错误 反向代理连接后端服务失败(如 Nginx)
    503 服务端错误 服务暂时不可用 应用维护中、限流熔断中
    504 服务端错误 网关超时 后端超时,代理层(如 Nginx)响应超时错误

    六、比特(bit)与字节(Byte)

    1、定义

    • 比特:二进制数系统中,每个0或1就是一个位(bit)。位是数据存储(计算机中信息)的最小单位。计算机中的CPU位数指的是CPU一次能处理的最大位数。
    • 字节:8比特就称为一个字节, 即1Byte=8bit,是计算机中信息的基本单位。

    2、基础关系


    网站公告

    今日签到

    点亮在社区的每一天
    去签到