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《走进大厂》之不得不会的网络基础知识—计算机网络概论

《走进大厂》之不得不会的网络基础知识—计算机网络概论

作者: 程序花生 | 来源:发表于2020-10-07 21:24 被阅读0次

    前言

    想进大厂,网络基础知识是必不可少的,很多非科班学生都跪在这这里,科班学生刚开始可能也会忽略掉这个重点

    那么问题来了,上网嘛,不是挺简单的吗?为什么还是重点呢?

    互联网其实是个非常复杂的玩意儿。一旦出了问题,上不去了,你就会发现要想把问题找出来并解决真不是一件容易的事。这次是这里出问题,下次是另一个地方出问题,能出问题的环节太多了,这就说明网络真的很复杂其实即便不提及互联网,大家也都知道网络是一个巨大而复杂的系统,从在浏览器中输入网址开始到介绍实际的网络设备和软件如何工作的一种规则。

    总之,网络这么重要,想进大厂还是需要具备一定的网络基础知识的,下面来给大家分享的是这份计算机网络概论!

    探索之路线图:

    网络是怎样连接的?

    下面即将从每章的主要看点+主要目录大纲+主要内容开始介绍:

    第1章Web浏览器

    我们将首先探索浏览器的工作方式。大家可以认为我们的探索之旅是

    ①请求和响应的本质都是电信号和光信号,这些信号可能会因受到杂音等的干扰而损坏。

    ②在日语中,Packet一词在手机中指的是“移动数据流量”,这个词来自最早的移动数据网络GPRS(GeneralPacketRadioService)中的P。从在浏览器中输入网址(URL)开始的。例如,当我们输入下面这样的网址时,浏览器就会按照一定的规则去分析这个网址的含义,然后根据其含义生成请求消息。

    本章的看点:

    第2章协议栈、网卡

    第2章我们将探索搬运数据的机制。其中最先出场的是协议栈(网络控制软件叫作协议栈)。这个软件会将从浏览器接收到的消息打包,然后加上目的地址等控制信息。如果拿邮局来比喻,就是把信装进信封,然后在信封上写上收信人的地址。这个软件还有其他一些功能,例如当发生通信错误时重新发送包,或者调节数据发送的速率等,或许我们可以把它当作一位帮我们寄信的小秘书。

    接下来,协议栈会将包交给网卡(负责以太网或无线网络通信的硬件)。然后,网卡会将包转换为电信号并通过网线发送出去。这样一来,包就进入到网络之中了。

    本章的看点:

    第3章集线器、交换机、路由器

    接下来出场的物品会根据接入互联网的形式不同而不同。客户端计算机可以通过家庭或公司的局域网接入互联网,也可以单独直接接入互联网。

    很遗憾,我们的探索之旅无法涵盖所有这些可能性,因此只能以现在最典型的场景为例,假设客户端计算机是连接到家庭或公司的局域网中,然后再通过ADSL和光纤到户(FTTH)等宽带线路接入互联网。在这样的场景中,网卡发送的包会经过交换机等设备,到达用来接入互联网的路由器。路由器的后面就是互联网,网络运营商会负责将包送到目的地,就好像我们把信投到邮筒中之后,邮递员会负责把信送给收件人一样。

    本期的看点:

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    第4章接入网、网络运营商

    接下来,数据从用来接入互联网的路由器出发,进入了互联网的内部。互联网的入口线路称为接入网。一.般来说,我们可以用电话线、ISDN、ADSL、有线电视、光线、专线等多种通信线路来接入互联网,这些通信线路统称为接入网。接入网连接到签约的网络运营商,并接人被称为接入点( Point of Presence, PoP) 的设备。接入点的实体是一台 专为运营商设计的路由器,我们可以把它理解为离你家最近的邮局。从各个邮筒中收集来的信件会在邮局进行分拣,然后被送往全国甚至全世界,互联网也是一一样,网络包首先通过接入网被发送到接入点,然后再从这里被发送到全国甚至全世界。接人点的后面就是互联网的骨干部分了。

    在骨干网中存在很多运营商和大量的路由器,这些路由器相互连接,组成一张巨大的网,而我们的网络包就在其中经过若干路由器的接力,最终被发送到目标Web服务器上。其中的具体细节我们会在正文中进行讲解,但其实它的基本原理和家庭、公司中的路由器是相同的。也就是说,无论是在互联网中,还是在家庭、公司的局域网中,包都是以相同的方式传输的,这也是互联网的一大特征。

    不过,运营商使用的路由器可跟我们家用的小型路由器不一样,它是一种可以连接几十根网线的高速大型路由器。在互联网的骨干部分,存在着大量的这种路由器,它们之间以复杂的形式连接起来,而网络包就在这些路由器之间穿行。

    此外,路由器不但在规模上存在差异,在路由器间的连接方式上也存在差异。家庭和公司局域网中-般 采用以太网线进行连接,而互联网中除了以太网线连接之外,还会使用比较古老的电话技术和最新的光通信技术来传送网络包。这一部分所使用的技术是当今网络中最热门的部分,可以说是最尖端技术的结晶。

    本章的看点:

    第5章防火墙、缓存服务器

    通过骨干网之后,网络包最终到达了Web服务器所在的局域网中。接着,它会遇到防火墙,防火墙会对进人的包进行检查。大家可以把防火墙想象成门口的保安,他会检查所有进入的包,看看有没有危险的包混在里面。检查完之后,网络包接下来可能还会遇到缓存服务器。网页数据中有部分是可以重复利用的,这些可以重复利用的数据就被保存在缓存服务器中。如果要访问的网页数据正好在缓存服务器中能够找到,那么就可以不用劳烦Web服务器,直接从缓存服务器读出数据。此外,在大型网站中,可能还会配备将消息分布到多台Web服务器上的负载均衡器,还有可能会使用通过分布在整个互联网中的缓存服务器来分发内容的服务。经过这些机制之后,网络包才会到达Web服务器。

    本期的看点:

    第6章Web服务器

    当网络包到达Web服务器后,数据会被解包并还原为原始的请求消息,然后交给Web服务器程序。和客户端一一样,这个操作也是由操作系统中的协议栈(网络控制软件)来完成的。接下来,Web服务器程序分析请求消息的含义,并按照其中的指示将数据装入响应消息中,然后发回给客户端。响应消息回到客户端的过程和之前我们介绍的过程正好相反。当响应到达客户端之后,浏览器会从中读取出网页的数据并在屏幕上显示出来。到这里,访问Web服务器的一系列操作就全部完成了,我们的探索之旅也到达了终点。

    本期的看点:

    附录

    写在最后

    从输入网址到显示出网页内容,这个过程只有短短几秒的时间。然而,正如本书所讲,在这短短几秒的背后,离不开各种设备和软件的相互配合。我们在探险之旅中所涉猎的这些内容已经十分复杂了,但这还仅仅是网络世界的一小部分而已,还有很多内容我们无法一一讲解, 如果深入挖掘其中一些细节也是难以穷尽的。网络的复杂度由此可见一斑。

    不过,通过这段探索之旅,大家应该已经看到了网络的全貌,也了解了网络的基本设计思路。尽管我们没探索到的地方还有很多,但大家现在应该可以靠自己的力量去探索了。下一个探索的目标是什么,这取决于各位读者的兴趣在哪里了。

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