糟糕！计算机网络居然比我想象中高深很多

た入场券 2023-02-18 03:13 1阅读 0赞

### 目录 ###

*  前言
 *  网络分层结构
 *  端点间如何交互
 *  什么是网络协议
 *  HTTP协议
 *  传输层协议
 *   *  TCP协议
     *  分段和重组
     *  如何确保服务端接收分组后重组不会出错
 *  遗留问题
 *  结尾

# 前言 #

近排熊某在研究《计算机网络自顶向下方法》这本书，感觉个人的思想得到了进化，为什么我们传输数据可以准确无误的到达对方主机？为什么我访问www.baidu.com就能访问百度的网页？为什么我们的电话能够互相通话？这些答案都可以在这本书中找到，各位小伙伴们如果感兴趣的话可以研究下，我这里就不一一·说明了，毕竟篇幅有限。![在这里插入图片描述][20200615151523679.gif_pic_center]

# 网络分层结构 #

一般来说，网络都会分为5层，自顶到下分别是**应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层**。但是随着时代的发展，就出现了比5层更加精细的7层模型，我们称它为–OSI模型。OSI比起之前的五层无非就是在应用层和传输层多了两层，分别是**表示层和会话层**。  
当然啦，熊某今天的内容主要是以五层模型为核心。![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODE2ODk0Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
像熊某这些普通的JAVA开发工程师，能够涉及到并且可以操作的只有应用层和传输层，当然啦，并不是说没涉及就不看。

# 端点间如何交互 #

下面先展示下两个端点（两台主机）进行数据交互的过程图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODE2ODk0Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
可以看到，**当我们从端点A发送一条数据（图中有颜色的方块表示数据）首先需要要经过应自顶而下五层结构进行数据封装，形成数据段。当数据达到端点B后对报文进行自下而顶的拆分**，当然，其中还有很多细节我这里没说。

# 什么是网络协议 #

什么是网络协议？ **在传输数据的时候，为了保证数据能够正确解析，通常会用同一种格式、约定进行交互，这种格式称为协议。** 例如A发送的数据是文本格式，但是B却用图片格式来进行解析，那肯定是不行的嘛。

常用的协议相信大家都了解，我这里主要举例几个：

1.  应用层：HTTP、FTP、SMTP(该协议主要用于邮件方面的应用)
2.  传输层：TCP、UDP
3.  网络层：IP
4.  数据链路层：点对点、以太网
5.  物理层：USB接口

熊某这里提及下HTTP协议，重点讲述TCP协议。

# HTTP协议 #

> 超文本传输协议（英文：HyperText Transfer Protocol，缩写：HTTP）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP是万维网的数据通信的基础。

我们在应用层上常用的数据交互协议就是HTTP协议，并且HTTP是运行在TCP之上的，因此是可靠性传输。

有一点需要注意的是HTTP协议是无状态的，也就是说每次请求，**只能从WEB请求方发出请求——>到WEB服务方收到请求并作出响应——>再到WEB请求方收到响应**为止，连接就被关闭，服务段不会记录这次连接的有关信息。

HTTP的请求报文格式由下面几部分组成：

*  请求行
 *  通用信息头
 *  实体头
 *  报文主体

说了请求报文，现在到响应报文的组成：

*  状态行
 *  通用信息头
 *  响应头
 *  实体头
 *  报文主体

另外提一点，HTTPS其实就是添加了加密算法的HTTP协议。

# 传输层协议 #

传输层重点

## TCP协议 ##

> 传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。

在当今互联网上，基本上传输层的协议都是TCP协议。  
为什么？因为数据的可靠性高。  
什么叫可靠性高？就是数据从发送端到接收端接收都是同一条数据，不会出现我这边发个“今晚七点半开会”,别人收到的是“今晚七点开会”。类似的信息丢失有时候是很致命的，不过因为有了tcp来保证可靠性传输，就再也不会担心数据丢失的问题。

有时候TCP因为数据源过大原因，会对数据源拆分，分批运输。**数据源被拆分后的每一个部分被称为分组**。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODE2ODk0Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
当拆分为三份后，当所有的分组都到达目的地后，会进行组合。用现实一个例子来说，就是一个仓库里面有1000件货物（WEB客户端发送的数据源），如果想要一次全部运完，理论上不太可能，同时成本也非常高。我们这时候可以把1000件货物，分成10份，每份100件货物，用10部车来完成，因此每部车上的100件货物就为一个分组。那么当所有货物到达目的地后，要盘点并且重新组合成（发生在WEB服务端）。

## 分段和重组 ##

上面提及过两个动作，一个将1000件货物拆分成10份，每份100件货物的动作；另一个是将这10部车的100份货物进行重组。在计算机网络，我们将**拆分货物的动作称为分段，将货物重组的称为重组**“熊小哥，你真是超级帅”数据量过大，就被拆分为“熊小哥，你”、“真是超级”、“帅”这三个分组并开始发送到WEB服务端B（这里涉及的转码以及三次握手暂且跳过），WEB服务端B收到这些分组后进行组合，最后得出“熊小哥，你真是超级帅”这段话。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODE2ODk0Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 如何确保服务端接收分组后重组不会出错 ##

还是用上面的例子来说，“熊小哥，你”、“真是超级”、“帅”三个分组，我将他命名为A、B、C，有人可能会认为按正常逻辑来说服务端接收并且重组后的数据应该是ABC，但会不会有一种可能，会出现BAC或者ACB？答案是不会的。TCP为了确保传输的有序性，在报文段引入了**序号**这一概念，例如A的序号为1，B的序号为2，C的序号为3.当服务端进行组合数据时，会结合序号来进行重组。

# 遗留问题 #

那么还有问题，如果A、B、C这三个分组发送，但是因为网络拥堵原因，B、C收到A还没收到，对于这种情况TCP是采用什么机制来解决？其中一个分组的丢失会影响到整个数据的完整性，该怎么解决？后面熊某会结合握手阐述，TCP里面的机制略为复杂，就算是看完书，还是要对着天花板慢慢思考才能自己想通。

# 结尾 #

老实说，网络的世界只有学习的时候才会领略到其中的奥妙，为什么一条短信能在相隔几百甚至几千公里实现发送？为什么会有wifi这东西？当初看这本书的时候，老实说，有很高昂的热情，但是读到TCP、IP的那几章，感觉还是很吃力，书并不是读一次的，这么厚的书一次读完能消化完的，除非你是旷世奇才，否则老老实实，读多几次。

最后说一句，各位喜欢的话可以点个赞哦。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODE2ODk0Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

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