前言&课程介绍
课程目标和收益
- 建立对计算机网络的整体认知，对计算机网络中的各种概念（网络分层、网络协议、网络应用等）有初步的理解。 进而可以在后续的实际工作中能高效解决网络问题。
课程介绍
- 通过一个示例建立对计算机网络的整体认识
- 建立对网络协议分层的认知
- 分析HTTP1、2、3的关系
- 介绍CDN运行的基本原理
- 了解网络安全的最基本原则
分析方法
自底向上
- 从简单开始，逐渐变复杂
- 将模块逐步拼凑成一个系统
自顶向下
- 从复杂开始，逐渐变简单
- 从复杂的系统问题入手，拆分为模块问题
网络组成部分
- 主机：客户端和服务器端
- 路由器
- 网络协议
网络结构：网络的网络
区域网络、城域网和广域网
电路交换&分组交换
电路交换和分组交换是两种不同的网络通信技术。它们在传输数据时采用不同的方法和机制。
- 电路交换（Circuit Switching）： 电路交换最早用于电话系统，主要用于语音通信。在电路交换中，通信双方之间建立一条固定的、专用的物理通信路径。在通话过程中，这条路径会一直被保留，直到通话结束。数据沿着这条路径顺序传输。
- 分组交换（Packet Switching）： 分组交换是现代计算机网络（如互联网）中主要使用的通信技术。在分组交换中，数据被切分成多个数据包（或称分组），每个数据包独立传输。数据包在网络中根据最佳路由选择相应的路径，最终在目的地重新组装成原始数据。
网络分层
计算机网络的七层结构通常指的是 OSI（Open Systems Interconnection）模型，即开放式系统互联模型。OSI 模型是一个用于描述网络协议的分层架构，它将网络通信过程划分为七个层次，每层负责处理不同的通信任务。从底层到顶层，这些层次分别是：
- 物理层（Physical Layer）： 物理层负责处理与物理介质（如电缆、光纤等）相关的通信任务，包括数据的比特流传输、信号编码、硬件接口等。在这一层，数据以比特（bit）为单位进行传输。
- 数据链路层（Data Link Layer）： 数据链路层负责建立、维护和断开数据链路，以确保从源到目的地的可靠数据传输。此外，数据链路层还负责进行错误检测和流量控制。在这一层，数据以帧（frame）为单位进行传输。
- 网络层（Network Layer）： 网络层负责处理网络寻址和路由选择，以确定数据包从源节点到目的节点的最佳路径。网络层使用 IP 地址进行寻址。此外，网络层还负责处理分组和重组数据包。在这一层，数据以数据包（packet）为单位进行传输。
- 传输层（Transport Layer）： 传输层负责提供端到端的通信服务，包括数据的分段、传输、重组和确认。传输层还负责处理流量控制和差错控制。常见的传输层协议有 TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）。
- 会话层（Session Layer）： 会话层负责建立、管理和断开网络中的通信会话。会话层通过会话标识符来区分不同的通信会话，以确保数据流向正确的目的地。
- 表示层（Presentation Layer）： 表示层负责处理数据的表示和编码问题，以确保发送方和接收方的数据格式兼容。此外，表示层还负责进行数据加密和解密、数据压缩和解压缩等操作。
- 应用层（Application Layer）： 应用层是网络协议栈的最顶层，负责处理与特定应用程序相关的通信任务。应用层协议通常与用户直接交互，例如 HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）和 SMTP（简单邮件传输协议）等。
网络协议
协议的存在依赖于连接。 协议定义了两个或多个通信实体之间交换的报文格式和顺序，以及保温发送和接受一条或其他时间所采取的行动。
标头和载荷
HTTP协议示例：应用层—HTTP协议头部
HTTP协议格式
小结
- 网络组成部分：由主机、路由器、交换机等组成
- 网络结构：网络的网络
- 信息交换方式：电路交换和分组交换
- 网络分层：分清职责，物理层、链路层、网络层、运输层和应用层
- 网络协议：标头和载荷
