對于程序員來說，計算機網絡的知識是很重要也很基礎的。尤其是做web開發就要對http或者https很熟。有的時候涉及到域名，還會碰到跨域問題。這些其實都是計算機網絡相關的知識，本篇就主要回顧下計算機網絡中的重要內容：

• 1 IP地址
• 2 分層結構
• 3 網絡層
• 4 傳輸層
• 5 應用層

IP地址

IP地址是一臺機器在局域網或者公網上唯一的標識，比如最常見的我們檢測本機的網絡好不好使需要ping 127.0.0.1；在局域網的時候，需要設置局域網的地址，比如192.168.0.2；上網的時候，還需要配置貓...種種的操作都與IP地址有關系。

IP地址分類

IP地址的結構是這樣的：0-255.0-255.0-255.0-255，但是并不是每一個ip都能隨便給別人用的，IP地址大致分為五類：

類型網絡位與主機位IP范圍

A類	前8位為網絡位 0開頭	1.0.0.0/8-126.0.0.0/8
B類	前16位為網絡位 10開頭	128.0.0.0/16-191.0.0.0/16
C類	前24位為網絡位 110開頭	192.168.0.0/24-223.0.0.0/24
D類	不區分網絡位和主機位 1110開頭	224.0.0.0-232.0.0.0
E類	不區分網絡位和主機位 11110開頭	233.0.0.0-255.0.0.0

這里的網絡位和主機位就涉及到子網掩碼的作用了....一般公司或者我們自己上網的IP都是C類的。這個C類的地址只是一個出口，內部會形成一個局域網，內部的IP就隨便分類啦...只要最后數據包能從這個口發出去就行啦。

note: 127.0.0.0/8作為環回地址測試使用

回環地址

127.0.0.1是回環地址，這個應該是眾所周知的。那么它到底有什么作用呢？搜索了一下知乎的答案，可以這么理解：

127.0.0.1是專門給本機用的，叫做lookback，即回環，它是一塊虛擬的網卡。如果本機的兩個軟件進行通信，就可以直接使用127.0.0.1，這樣可以避免再走一次協議棧（物理層、數據鏈路層、ip層），節省了大量的時間。這個地址一般配置再電腦的hosts文件里面，當然你也可以改...改完大量的軟件都可能不好使了...localhost默認就是指向的這個ip地址。

分層結構

計算機網絡的體系結構有幾種版本，最常見的就是OSI的七層網絡模型：

物理層-->數據鏈路層-->網絡層-->運輸層-->會話層-->表示層-->應用層

另外還有TCP/IP的五層結構：

物理層-->數據鏈路層-->網絡層-->運輸層-->應用層

一般TCP/IP的五層體系結構說的比較多點，就簡單的描述下他們每層的作用：

物理層：這一層涉及到信號的傳輸，比如雙絞線呀、光纖啊等等

數據鏈路層：這一層具體的傳輸數據類，不過是按照Mac物理地址傳輸的。主要涉及的問題有數據幀的封裝、傳輸和差錯檢測。有個很有名的機制——CSMA/CD載波監聽多點接入／碰撞檢測，用來處理傳輸的時候傳輸沖突的。

網絡層：這一層涉及到IP到MAC的解析等，涉及到的協議有ARP、RARP、ICMP、IGMP等

運輸層：這個是計算機網絡中最重要的一層，因為它里面有兩個協議——TCP和UDP，最重要的就是他們的區別，以及TCP的三次握手、四次握手機制，以及一些擁塞控制的方法

應用層：這一層的內容是與開發最接近的一層，比如DNS、FTP、HTTP、SMTP等等。

數據鏈路層

這一層主要負責數據幀的封裝、傳輸和差錯檢測。

網絡層

IP數據報

這一層是對數據報的基礎封裝，主要是針對分片和IP相關的內容：

協議

另外，這一層主要是幾個網絡協議很重要，其中包括：

ARP地址解析協議

ARP,Address Resolution Protocol 地址解析協議，是根據IP地址獲取對應的物理地址。大致的流程是：

比如A主機訪問B主機，對應的ip分別為ipa,ipb；對應的Mac地址為maca,macb

那么：

A主機現在自己機器上的路由表，查找ipb對應的macb

如果找不到則廣播請求，如果收到對應的應答，則記錄到路由表中

這個APR的緩存一般都是在網卡中記錄的。

RARP逆地址解析協議

RARP，Reverse Address Resolution Protocol 用于不知道自己IP只知道Mac地址而想要與其他主機通信的場景。原理過程與ARP差不多。

ICMP網際控制報文協議

ICMP,Internet Control Message Protocol 控制報文協議。這個協議其實日常使用非常多，比如ping和traceroute，它主要用于主機和路由之間傳遞控制消息。比如網絡痛不痛、主機達不達、路由是否可用等等。

IGMP網際組管理協議

IGMP，Internet Group Management Protocol 組管理協議，在組播的場景下比較有用。平時接觸的比較少...

單播、多播和廣播

• 單播就是固定的兩個ip之間的通信，比如訪問網頁、看看新聞等等；
• 多播一般用于局域網內的視頻會議等等，可以節省流量。另外現在很火的直播技術，其實用的也是單播，而非組播。因為組播目前公網沒有開放，應該是運營商利益問題或者是安全角度考慮吧
• 廣播一般也是在局域網內，比如某個具有探測功能的集群，一般會采用這種方法。

VPN

VPN的全稱是Virtual Private Network，是在公網上建立的專用網絡，通過復雜的加密手段，可以實現目標地址的遠程訪問。比如一般的公司，都會開啟VPN，這樣你放假在家有事情也可以直接連公司的VPN，就像在公司一樣進行辦公。

常用的端口號

傳輸層

UDP

UDP, User Datagram Protocol 中文是用戶數據報協議。是一種不需要進行連接的傳輸層協議，提供簡單不可靠的服務，沒有什么擁塞控制，這種傳輸協議主要就是用于音頻視頻的實時傳輸，丟包無所謂的場景。比如看足球直播，畫面花一點或者停頓一下，都是無所謂的，只要后續的傳輸能正常繼續就可以了。使用它的協議包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP

特點: 無連接、盡最大努力交付、面向報文；并且沒有擁塞控制、支持多種對接方式、首部開銷小。

小故事: 據說很多有年代的即時通訊比如QQ底層是基于UDP為主的，主要的原因就是TCP在0幾年那個網絡環境很差的時代，開銷太大。一旦網絡發生擁塞，TCP的重傳或者三次握手，都會有很大的壓力。因此就采用UDP，基于應用層進行重傳、亂序等機制的封裝。參考資料：QQ為什么以UDP為主TCP為輔

TCP

TCP，Transmission Control Protocol 傳輸控制協議，它是一種面向連接、可靠的、基于字節流的傳輸通信協議。在可靠性方面，TCP通過超時重傳以及確認機制進行傳輸；在流量控制方面，采用滑動窗口協議，進行窗口內的分組確認以及重傳。

關于流量控制，有個很經典的機制就是——慢開始和擁塞避免，之前在做分布式日志采集的時候，想要引入這種機制來著，后來不了了之了。

TCP的連接采用三次握手機制

三次握手說起來很簡單，就是A想和B建立連接，那么需要經過三個步驟：

A發起連接請求

B確認并且發起連接請求

A確認B的連接請求

TCP的釋放采用四次握手機制

因為TCP是全雙工的通信方式，即兩個方向都可以傳輸數據。因此在釋放的時候需要雙向進行釋放。如果只釋放了單向，那么另一個方向也是可以傳輸數據的。步驟大致如下：

A發起關閉請求

B確認

B發起關閉請求

A確認

狀態機

參考

• http://www.jianshu.com/p/ef892323e68f

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络基础回顾的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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