计算机网络 | 青训营笔记

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一.计算机网络基础

计组部分(cs专业可忽略)

1.网络组成部分:
  • 主机:指客户端或服务端。

  • 路由器:指交换机网桥等。

  • 网络协议:指网络协议是计算机网络中用于控制和管理数据传输过程的约定和规则,比如TCP/IP协议、HTTP协议等。

2.网络结构
  • 局域网(LAN)是指在相对较小的范围内,如小区的私有网络。

  • 城域网(MAN)的范围通常覆盖某个城市的主要区域。城域网一般使用光纤网络进行连接,能够提供更高的传输速度和更大的带宽。

  • 广域网(WAN)是一种跨越多个城市、国家甚至跨越大陆的网络。广域网可以实现地理位置分散的网络设备之间的信息交换,包括邮件、文件传输、远程登陆等。

局域网、城域网和广域网并不是互斥的关系,而是在不同范围和规模内建立的网络。

3.信息交换方式
  • 电路交换指在当建立连接后,数据可以快速传输,但在传输期间该连接将一直保持占用状态,直到通信结束后才会释放连接。

  • 报文交换指在通信过程中数据被分成若干个小的数据包,每个数据包包含一些元数据和有效数据,并通过网络独立到达目标,通过网络层协议进行路由选择,实现点对点的数据交换。在发送时,数据包是独立发送,不需要建立连接。

  • 电路交换和报文交换各有优缺点。在传输稳定且周期性交流比较多的情况下,电路交换优于报文交换。而在数据量大、传输不固定或者时间不可预测的情况下,报文交换具有更好的性能和效率。目前,现代计算机通信通常采用报文交换,而电路交换由于其效率较低,已经很少使用。

4.网络分层
一.OSI参考模型(Open Systems Interconnection Model):

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二.TCP/IP网络模型,这种模型将计算机网络的功能分成五层,分别是:

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三.OSI与TCP/IP模型

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5.网络协议
  • 协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和顺序,以及报文发送和/或接受一条报文或其他事件所采取的动作。
6.网络基础
  • 表头和载荷(存放信息) image.png

  • TCP协议格式 image.png

二.WEB中的网络

1.HTTP
(1)HTTP连接模型:

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  • HTTP1.1无法多路复用
  • HTTP2:帧
  • HTTP3:QUIC
2.CDN(Content Delivery Network)

CDN就是物理服务器,用户可以通过较近的服务器来访问网站。

总体而言,CDN 可以帮助提高网站性能、减少延迟并增强从世界不同地区访问网站的访问者的用户体验。它们通常用于高流量网站,例如电子商务网站、社交媒体平台和媒体网站。

3.WebSocket

WebSocket 是一种协议,有状态的持久连接,服务端可以主动推送消息,用WebSocket发送消息延迟比HTTP低。

三.网络安全

1.网络安全三要素

网络安全的三要素是机密性、完整性和可用性(CIA三原则)。

  • 机密性:指保护计算机系统和数据不被未经授权的访问和使用。该原则确保数据只能被授权用户访问,并防止未经授权的人窃取数据或利用数据进行欺诈和其他犯罪行为。
  • 完整性:指保护数据不被未经授权的修改或破坏。该原则确保数据在传输和存储期间不会被篡改、损坏或删除,从而保证数据的真实性和可信度。
  • 可用性:指确保计算机系统和数据在需要时能够正常使用,而不受未经授权的干扰。该原则确保计算机系统和网络的运行不会受到恶意软件、攻击和其他干扰因素的影响,从而保证上线时间和性能的可用性。
2.非对称加密与对称加密

非对称加密和对称加密是加密算法的两种不同类型:

对称加密:加密和解密均使用同一个密钥,这种加密算法被称为对称加密。这种方式安全性较高,但加密和解密较慢。

非对称加密:加密和解密使用不同密钥(公钥和私钥),而且公钥加密只能用私钥解密,私钥加密要公钥解密。

3.密码散列函数
  • 输入:任意长度的内容
  • 输出:固定长度的hash值
  • 性质:找到两个不同的输入使之经过密码散列函数后有相同的hash值,在计算上是不可能的。