计算机网络体系结构与打开一个网站的全过程

拼搏现实的明天。 2022-05-14 11:08 178阅读 0赞

# 1. 计算机网络体系结构 #

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**每一层的作用如下：**

**应用层**：允许访问OSI环境的手段（应用协议数据单元APDU）

**表示层**：对数据进行翻译、加密和压缩（表示协议数据单元PPDU）

**会话层**：建立、管理和终止会话（会话协议数据单元SPDU）

**传输层**：提供端到端的可靠报文传递和错误恢复（段Segment）

**网络层**：负责数据包从源到宿的传递和网际互连（包PackeT）

**数据链路层**：将比特组装成帧和点到点的传递（帧Frame）

**物理层**：通过媒介传输比特,确定机械及电气规范（比特Bit）

**其中在传输层中TCP与UDP我们要好好区分：**

**区别：**

*  TCP提供面向连接的、可靠的数据流传输，而UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。
 *  TCP传输单位称为TCP报文段，UDP传输单位称为用户数据报。
 *  TCP注重数据安全性，UDP数据传输快，因为不需要连接等待，少了许多操作，但是其安全性却一般。

**TCP对应的协议：**

1.  FTP：定义了文件传输协议，使用21端口。
2.  Telnet：一种用于远程登陆的端口，使用23端口，用户可以以自己的身份远程连接到计算机上，可提供基于DOS模式下的 通信服务。
3.  SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件。服务器开放的是25号端口。
4.  POP3：它是和SMTP对应，POP3用于接收邮件。POP3协议所用的是110端口。
5.  HTTP：是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

**UDP对应的协议：**

1.  DNS：用于域名解析服务，将域名地址转换为IP地址。DNS用的是53号端口。
2.  SNMP：简单网络管理协议，使用161号端口，是用来管理网络设备的。由于网络设备很多，无连接的服务就体现出其优势。
3.  TFTP(Trival File Transfer Protocal)，简单文件传输协议，该协议在熟知端口69上使用UDP服务。

**注1：关于传输层UDP协议中的DNS域名系统的工作原理：**

网络通讯大部分是基于TCP/IP的，而TCP/IP是基于IP地址的，所以计算机在网络上进行通讯时只能识别如“202.96.134.133”之类的IP地址，而不能认识域名。我们无法记住10个以上IP地址的网站，所以我们访问网站时，更多的是在浏览器地址栏中输入域名，就能看到所需要的页面，这是因为有一个叫“DNS服务器”的计算机自动把我们的域名“翻译”成了相应的IP地址，然后调出IP地址所对应的网页。

当DNS客户机需要在程序中使用名称时，它会查询DNS服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询信息包括三条信息：包括：指定的DNS域名，指定的查询类型，DNS域名的指定类别。基于UDP服务，端口53. 该应用一般不直接为用户使用，而是为其他应用服务，如HTTP，SMTP等在其中需要完成主机名到IP地址的转换。

**注1：数据链路层中的ARP协议与RARP协议**

地址解析协议，是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。

RARP是逆地址解析协议，作用是完成硬件地址到IP地址的映射，主要用于无盘工作站，因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。

#    2. 打开一个网站的全过程 #

1、客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址202.108.22.5，通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到202.108.22.5，然后通过TCP进行封装数据包，输入到网络层。   
2、在客户端的传输层，把HTTP会话请求分成报文段，添加源和目的端口，如服务器使用80端口监听客户端的请求，客户端由系统随机选择一个端口如5000，与服务器进行交换，服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。   
3、客户端的网络层不用关心应用层或者传输层的东西，主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器，期间可能经过多个路由器，这些都是由路由器来完成的工作，我不作过多的描述，无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。   
4、客户端的链路层，包通过链路层发送到路由器，通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址，然后发送ARP请求查找目的地址，如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了，然后发送IP数据包到达服务器的地址。

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## **事件顺序** ##

(1) 浏览器获取输入的域名www.baidu.com   
(2) 浏览器向DNS请求解析www.baidu.com的IP地址   
(3) 域名系统DNS解析出百度服务器的IP地址   
(4) 浏览器与该服务器建立TCP连接(默认端口号80)   
(5) 浏览器发出HTTP请求，请求百度首页   
(6) 服务器通过HTTP响应把首页文件发送给浏览器   
(7) TCP连接释放   
(8) 浏览器将首页文件进行解析，并将Web页显示给用户。

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## **涉及到的协议** ##

(1) 应用层：HTTP(WWW访问协议)，DNS(域名解析服务)   
DNS解析域名为目的IP，通过IP找到服务器路径，客户端向服务器发起HTTP会话，然后通过运输层TCP协议封装数据包，在TCP协议基础上进行传输

(2) 传输层：TCP(为HTTP提供可靠的数据传输)，UDP(DNS使用UDP传输)   
HTTP会话会被分成报文段，添加源、目的端口；TCP协议进行主要工作

(3)网络层：IP(IP数据数据包传输和路由选择)，ICMP(提供网络传输过程中的差错检测)，ARP(将本机的默认网关IP地址映射成物理MAC地址)   
为数据包选择路由，IP协议进行主要工作，相邻结点的可靠传输，ARP协议将IP地址转成MAC地址。

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