智能化弱電工程中能用到的計算機網(wǎng)絡知識全套什么是計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡管理軟件及網(wǎng)絡通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機系統(tǒng)。什么是無線網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡，既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，也包括為近距離無線連接進行優(yōu)化的紅外線技術及射頻技術，與有線網(wǎng)絡的用途十分類似，最大的不同在于傳輸媒介的不同，利用無線電技術取代網(wǎng)線，可以和有線網(wǎng)絡互為備份。OSI，TCP/IP，五層協(xié)議的體系結構，以及各層協(xié)議OSI分層（7層）：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。TCP/IP分層（4層）：網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際層、運輸層、應用層。五層協(xié)議（5層）：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、運輸層、應用層。每一層的協(xié)議如下：物理層：RJ45、CLOCK、IEEE802.3（中繼器，集線器，網(wǎng)關）數(shù)據(jù)鏈路：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC（網(wǎng)橋，交換機）網(wǎng)絡層：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、（路由器）傳輸層：TCP、UDP、SPX會話層：NFS、SQL、NETBIOS、RPC表示層：JPEG、MPEG、ASII應用層：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFSTCP各層作用物理層：物理層規(guī)定了激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特。數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀。網(wǎng)絡層：網(wǎng)絡層負責對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進行路由選擇。網(wǎng)絡層還可以實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)包。傳輸層：傳輸層是第一個端到端，即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。會話層：會話層管理主機之間的會話進程，即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗點來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。表示層：表示層對上層數(shù)據(jù)或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層的數(shù)據(jù)轉換包括數(shù)據(jù)的加密、壓縮、格式轉換等。應用層：應用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡應用程序提供訪問網(wǎng)絡服務的接口。TCP應用場景效率要求相對低，但對準確性要求相對高的場景。因為傳輸中需要對數(shù)據(jù)確認、重發(fā)、排序等操作，相比之下效率沒有UDP高。舉幾個例子：文件傳輸（準確高要求高、但是速度可以相對慢）、接受郵件、遠程登錄。UDP應用場景效率要求相對高，對準確性要求相對低的場景。舉幾個例子：QQ聊天、在線視頻、網(wǎng)絡語音電話（即時通訊，速度要求高，但是出現(xiàn)偶爾斷續(xù)不是太大問題，并且此處完全不可以使用重發(fā)機制）、廣播通信（廣播、多播）。TCP對應的協(xié)議和UDP對應的協(xié)議TCP對應的協(xié)議：（1）FTP：定義了文件傳輸協(xié)議，使用21端口。常說某某計算機開了FTP服務便是啟動了文件傳輸服務。下載文件，上傳主頁，都要用到FTP服務。（2）Telnet：它是一種用于遠程登陸的端口，用戶可以以自己的身份遠程連接到計算機上，通過這種端口可以提供一種基于DOS模式下的通信服務。如以前的BBS是-純字符界面的，支持BBS的服務器將23端口打開，對外提供服務。（3）SMTP：定義了簡單郵件傳送協(xié)議，現(xiàn)在很多郵件服務器都用的是這個協(xié)議，用于發(fā)送郵件。如常見的免費郵件服務中用的就是這個郵件服務端口，所以在電子郵件設置-中?？吹接羞@么SMTP端口設置這個欄，服務器開放的是25號端口。（4）POP3：它是和SMTP對應，POP3用于接收郵件。通常情況下，POP3協(xié)議所用的是110端口。也是說，只要你有相應的使用POP3協(xié)議的程序（例如Fo-xmail或Outlook），就可以不以Web方式登陸進郵箱界面，直接用郵件程序就可以收到郵件（如是163郵箱就沒有必要先進入網(wǎng)易網(wǎng)站，再進入自己的郵-箱來收信）。（5）HTTP協(xié)議：是從Web服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議。UDP對應的協(xié)議：（1）DNS：用于域名解析服務，將域名地址轉換為IP地址。DNS用的是53號端口。（2）SNMP：簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議，使用161號端口，是用來管理網(wǎng)絡設備的。由于網(wǎng)絡設備很多，無連接的服務就體現(xiàn)出其優(yōu)勢。（3）TFTP(TrivalFileTransferProtocal)，簡單文件傳輸協(xié)議，該協(xié)議在熟知端口69上使用UDP服務。TCP的三次握手與四次揮手過程，各個狀態(tài)名稱與含義三次握手第一次握手：客戶機首先向服務器的TCP發(fā)送一個連接請求報文段，這個特殊的報文段不含應用層數(shù)據(jù)，其首部中同步位SYN被設置為1。另外，客戶機會隨機選擇一個起始序號seq=x(連接請求報文不攜帶數(shù)據(jù)，但要消耗一個序號).第二次握手：服務器的TCP收到連接請求報文段后，如果同意建立連接，就向客戶機發(fā)回確認，并為該TCP連接分配TCP緩存和變量。在確認報文段中，SYN和ACK位都被設置為1，確認號字段值為ack=x+1,并且服務器隨機產(chǎn)生起始序號seq=y.確認包同樣不包含應用層數(shù)據(jù)。第三次握手：當客戶機收到確認報文段后，還要向服務器給出確認，并且也要給該連接分配緩存和變量。這個報文段的確認為ACK被設置為1，序號段被設置為seq=x+1,確認號字段ack=y+1.該報文段可以攜帶數(shù)據(jù)，如果不攜帶數(shù)據(jù)則不消耗序號。理想狀態(tài)下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關閉連接之前，TCP連接都將被一直保持下去。因為TCP提供全雙工通信，因此雙方任何時候都可以發(fā)送數(shù)據(jù)。四次揮手第一次揮手：客戶機打算關閉連接，就向其TCP發(fā)送一個連接釋放報文，并停止再發(fā)送數(shù)據(jù)，主動關閉TCP連接。該報文段的FIN標志位被設置為1，seq=u,它等于前面已經(jīng)發(fā)送過的數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)的序號加1。第二次揮手：服務器收到連接釋放報文段后即發(fā)出確認，確認號是ack=u+1,序號為v,等于它前面已經(jīng)發(fā)送過的數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)序號加1.此時客戶機到服務器這個方向的連接就釋放了，TCP處于半關閉狀態(tài)。ACK=1，seq=v,ack=u+1第三次揮手：若服務器已經(jīng)沒有要向客戶機發(fā)送的數(shù)據(jù)，就通知TCP釋放連接，此時發(fā)出FIN=1，確認號ack=u+1,序號seq=w,已經(jīng)發(fā)送過的數(shù)據(jù)最后一個字節(jié)加1。確認為ACK=1.(FIN=1,ACK=1,seq=w,ack=u+1)第四次揮手：客戶機收到連接釋放報文段后，必須發(fā)出確認。在確認報文段中，確認位ACK=1，序號seq=u+1,確認號ack=w+1.此時連接還沒有釋放掉，必須經(jīng)過實踐等待計時器設置的時間2MSL(MaxSegmentLifetime),后，客戶機才進入連接關閉狀態(tài)。(ACK=1,seq=u+1,ack=w+1)為什么會采用三次握手，若采用二次握手可以嗎？采用三次握手是為了防止失效的連接請求報文段再次傳到服務器，因而產(chǎn)生錯誤。如果由于網(wǎng)絡不穩(wěn)定，雖然客戶端以前發(fā)送的連接請求以到達服務方，但服務方的同意連接的應答未能到達客戶端。則客戶方要重新發(fā)送連接請求，若采用二次握手，服務方收到客服端重傳的請求連接后，會以為是新的請求，就會發(fā)送同意連接報文，并新開進程提供服務，這樣會造成服務方資源的無謂浪費。如果只采用一次的話，客戶端不知道服務端是否已經(jīng)收到自己發(fā)送的數(shù)據(jù)，則會不斷地發(fā)送數(shù)據(jù)。為了保證服務端能收接受到客戶端的信息并能做出正確的應答而進行前兩次(第一次和第二次)握手，為了保證客戶端能夠接收到服務端的信息并能做出正確的應答而進行后兩次(第二次和第三次)握手為什么斷開連接要四次？因為TCP連接是全雙工的網(wǎng)絡協(xié)議，允許同時通信的雙方同時進行數(shù)據(jù)的收發(fā)，同樣也允許收發(fā)兩個方向的連接被獨立關閉，以避免client數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，向server發(fā)送FIN關閉連接，而server還有發(fā)送到client的數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完畢的情況。所以關閉TCP連接需要進行四次握手，每次關閉一個方向上的連接需要FIN和ACK兩次握手。TCP擁塞控制為了更好對TCP進行擁塞控制，因特網(wǎng)建議標準定義了以下四種算法：慢開始，擁塞避免，快重傳，快恢復。首先在TCP要求發(fā)送端維護兩個窗口：1）接收窗口rwnd，接收方根據(jù)當前緩存大小鎖許諾的最新窗口值。2）擁塞窗口cwnd,發(fā)送方根據(jù)自己估算的網(wǎng)絡擁塞程度而設置的窗口值。發(fā)送窗口的上限是取這兩者的最小值。慢開始：TCP剛連接好時，先令擁塞窗口cwnd=1,在每次收到一個對新報文段的確認時將cwnd加倍.Cwnd的大小呈指數(shù)增長。擁塞避免算法：當cwnd大于等于慢開始門限ssthresh時，cwnd窗口每次加1而不是加倍。當發(fā)送方檢測到超時事件的發(fā)生時，就將慢開始門限設置為當前cwnd的一半，同時將cwnd設置為1.這樣的目的是迅速減少主機發(fā)送到網(wǎng)絡的分組數(shù)，使得發(fā)生擁塞的路由器有足夠的時間吧隊列中積壓的分組處理完畢?？熘貍鳎寒敯l(fā)送方連續(xù)收到三個重復的ACK報文時，直接重傳對方尚未收到的報文段，而不必等待那個報文段設置的重傳計時器超時。快恢復：當發(fā)送端收到連續(xù)三個冗余的ACK時，就執(zhí)行“乘法減小”算法，把慢開始門限ssthresh減半，cwnd設置為慢開始門限減半后的數(shù)值（與慢開始不同）。簡述DNS進行域名解析的過程首先，客戶端發(fā)出DNS請求翻譯IP地址或主機名。DNS服務器在收到客戶機的請求后：（1）檢查DNS服務器的緩存，若查到請求的地址或名字，即向客戶機發(fā)出應答信息；（2）若沒有查到，則在數(shù)據(jù)庫中查找，若查到請求的地址或名字，即向客戶機發(fā)出應答信息；（3）若沒有查到，則將請求發(fā)給根域DNS服務器，并依序從根域查找頂級域，由頂級查找二級域，二級域查找三級，直至找到要解析的地址或名字，即向客戶機所在網(wǎng)絡的DNS服務器發(fā)出應答信息，DNS服務器收到應答后現(xiàn)在緩存中存儲，然后，將解析結果發(fā)給客戶機。（4）若沒有找到，則返回錯誤信息。當然它有遞歸查詢與迭代查詢兩種方式，但是大概流程和我剛剛講的一樣簡單解釋一些ARP地址解析協(xié)議的工作過程廣播發(fā)送ARP請求，單播發(fā)送ARP響應。1：首先，每個主機都會在自己的ARP緩沖區(qū)中建立一個ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之間的對應關系。2：當源主機要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先檢查ARP列表中是否有對應IP地址的目的主機的MAC地址，如果有，則直接發(fā)送數(shù)據(jù)，如果沒有，就向本網(wǎng)段的所有主機發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包括的內(nèi)容有：源主機IP地址，源主機MAC地址，目的主機的IP地址。3：當本網(wǎng)絡的所有主機收到該ARP數(shù)據(jù)包時，首先檢查數(shù)據(jù)包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是，則忽略該數(shù)據(jù)包，如果是，則首先從數(shù)據(jù)包中取出源主機的IP和MAC地址寫入到ARP列表中，如果已經(jīng)存在，則覆蓋，然后將自己的MAC地址寫入ARP響應包中，告訴源主機自己是它想要找的MAC地址。4：源主機收到ARP響應包后。將目的主機的IP和MAC地址寫入ARP列表，并利用此信息發(fā)送數(shù)據(jù)。如果源主機一直沒有收到ARP響應數(shù)據(jù)包，表示ARP查詢失敗。一次完整的HTTP請求過程域名解析-->發(fā)起TCP的3次握手-->建立TCP連接后發(fā)起http請求-->服務器響應http請求，瀏覽器得到html代碼-->瀏覽器解析html代碼，并請求html代碼中的資源（如js、css、圖片等）-->瀏覽器對頁面進行渲染呈現(xiàn)給用戶說明一下從http協(xié)議發(fā)送的客戶端請求到達服務器端的整個傳輸過程。1、客戶端瀏覽器通過DNS解析到的IP地址8，通過這個IP地址找到客戶端到服務器的路徑?？蛻舳藶g覽器發(fā)起一個HTTP會話到8，然后通過TCP進行封裝數(shù)據(jù)包，輸入到網(wǎng)絡層。2、在客戶端的傳輸層，把HTTP會話請求分成報文段，添加源和目的端口，如服務器使用80端口監(jiān)聽客戶端的請求，客戶端由系統(tǒng)隨機選擇一個端口如5000，與服務器進行交換，服務器把相應的請求返回給客戶端的5000端口。然后使用IP層的IP地址查找目的端。3、客戶端的網(wǎng)絡層不用關心應用層或者傳輸層的東西，主要做的是通過查找路由表確定如何到達服務器，期間可能經(jīng)過多個路由器。4、客戶端的鏈路層，包通過鏈路層發(fā)送到路由器，通過鄰居協(xié)議查找給定IP地址的MAC地址，然后發(fā)送ARP請求查找目的地址，如果得到回應后就可以使用ARP的請求應答交換的IP數(shù)據(jù)包現(xiàn)在就可以傳輸了，然后發(fā)送IP數(shù)據(jù)包到達服務器的地址。如何編寫socket套接字服務器端程序的編寫步驟：第一步：調(diào)用socket()函數(shù)創(chuàng)建一個用于通信的套接字。第二步：給已經(jīng)創(chuàng)建的套接字綁定一個端口號，這一般通過設置網(wǎng)絡套接口地址和調(diào)用bind()函數(shù)來實現(xiàn)。第三步：調(diào)用listen()函數(shù)使套接字成為一個監(jiān)聽套接字。第四步：調(diào)用accept()函數(shù)來接受客戶端的連接，這是就可以和客戶端通信了。第五步：處理客戶端的連接請求。第六步：終止連接?？蛻舳顺绦蚓帉懖襟E：第一步：調(diào)用socket()函數(shù)創(chuàng)建一個用于通信的套接字。第二步：通過設置套接字地址結構，說明客戶端與之通信的服務器的IP地址和端口號。第三步：調(diào)用connect()函數(shù)來建立與服務器的連接。第四步：調(diào)用讀