计算机网络基础知识-教科书式教学.docx
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1、计算机网络基础知识,教科书式教学计算机网络在IT行业的重要性IT即互联网技术,从事的工作和网络有很大的关系,前端要负责和后台 (服务器)进行交互,其必然得经过网络,所以懂点网络知识有很大的帮 助。网络模型数据处理过程传输层协议的作用提供了一种端到端(end to end)的连接,一般为前端和后台服务器的连接由于网络层只管传递数据,并不关心成功与否,TCP协议在数据丧失、损 坏的情况下保证数据的可靠性传输层协议的分类传输控制协议 TCP(Transimision Control Protocal):1 .可靠的、面向连接的协议.传输效率低用户数据报协议 UDP(User Datagram Pro
2、tocal):1 .不可靠的、无连接的服务.传输效率高TCPTCP的功能为了保证TCP是可靠的、面向连接的协议,具备以下功能:1 .将数据进行分段打包传输,如果不将数据分段打包传输,那么会导致每次 传输的数据特别大,而带宽是一定的,所以很容易造成拥塞。想象一下, 一辆火车跑在公路上的感觉。2 .对每个数据包编号控制顺序,因为数据进行了分段打包传输,而网络中的 路线不止一条,而且某些路线会有延迟的情况,没有编号,那么如何保证 到达的数据是原来的模样。想象一下,将一副大拼图从一个地方,分多条 路运往另外一个地方,并且没有编号。3 .运输中丧失、重发和丢弃处理,由于网络中的路线会有延迟,并且存在丢
3、包现象,所以会有重发等机制来保证数据的完整性。4 .流量控制防止拥塞,防止发送速率过快,让接收方来不及接收,导致发生 丢包。TCP首部源端口号和目的端口号:用来存放发送端和接收端加上IP协议首部的源 端IP及终端IP ,确认一个唯一的TCP连接。32位序号:TCP用序列号 对数据包进行标记,以便在到达目的地后重新重装,假设当前的序列号为 s ,发送数据长度为I ,那么下次发送数据时的序列号为s + l。在建立连接时 通常由计算机生成一个随机数作为序列号的初始值。32位确认序号: ACK为1时有效,上次成功收到的数据字节序号+ 1 (如接收到的为 1024-2048 ,那么返回2049 ),也是
4、下一次发送端要发送数据的序列号。4位首部长度:TCP首部的长度,单位为4字节。如果没有可选字段,那 么这里的值就是5。表示TCP首部的长度为20字节。6个保存位: URG =紧急指针; ACK = 为1表示确认序号有效; PSH =缓存区将满,接收方应尽快将此报文段交给应用层; RST =连接断了重建连接; SYN =同步序号为1 ,用来发起一个新连接; FIN = 为1表示发端完成发送任务。16位窗口大小:TCP流量控制,字节数,说明本地可接收数据段的数 目,这个值的大小是可变的。当网络通畅时将这个窗口值变大加快传输速 度,当网络不稳定时减少这个值可以保证网络数据的可靠传输。它是来在 TCP
5、传输中进行流量控制的16位检验和:包括计算TCP首部和数据综合的二进制反码和检验和。16位紧急指针:URG为1时有效,正向的偏移量,加上序号字段值表示 最后一个字节的序号。通常在暂时中断通信时使用(比方输入Ctrl + C)o三次握手和四次挥手三次握手:1 .第一次握手主机A通过一个标识为SYN标识位的数据段发送给主机B请 求连接,通过该数据段告诉主机B希望建立连接,需要B应答,并告诉主 机B传输的起始序列号.第二次握手是主机B用一个确认应答ACK和同步序列号SYNC标志位的 数据段来响应主机A , 一是发送ACK告诉主机A收到了数据段,二是通 知主机A从哪个序列号做标记。2 .第三次握手是主
6、机A确认收到了主机B的数据段并可以开始传输实际数 据。第一次握手主要是确定服务端确认客户端能够发送信号;第二次握手主要 是客户端确认服务端能够接收和发送信号;第三次握手主要是服务端确认 客户端能够接收信号四次挥手:1 .主机A发送FIN控制位发出断开连接的请求.主机B进行响应,确认收到断开连接请求2 .主机B提出反方向的关闭要求.主机A确认收到的主机B的关闭连接请求第一次挥手是服务端确认客户端需要断开连接;第二次挥手是客户端确认 服务器接收断开请;第三次挥手是客户端确认服务器数据发完,断开连 接;第四次挥手是服务端确认客户端断开连接,断开连接。所以如果服务 端的数据全部发送完,是没有第三次挥手
7、,直接进入第四次挥手。TCP流量控制和TCP拥塞控制窗口 :1 .接收端窗口 rwnd :接收端缓冲区大小。接收端将此窗口值放在TCP报文 的首部中的窗口字段,传送给发送端。2 .拥塞窗口 cwnd (congestion window):发送端缓冲区大小.发送窗口 swnd :发送窗口的上限值=Min rwnd, cwnd,当rwnd cwnd时,是接收端的接收能力限制发送窗口的最大值。当cwnd rwnd时,那么是网络的拥塞限制发送窗口的最大值拥塞控制和流量控制的差异:拥塞问题是一个全局性的问题,涉及到所有的主机、所有的路由器、以及与 降低网络传输性能有关的所有因素。流量控制往往指的是点对
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