子网掩码的计算

对于无须再划分成子网的IP地址来说，其子网掩码非常简单，即按照其定义即可写出：如某B类IP地址为 10.12.3.0，无须再分割子网，则该IP地址的子网掩码255.255.0.0。

如果它是一个C类地址，则其子网掩码为 255.255.255.0。

其它类推，不再详述。

在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。

1) 将子网数目转化为二进制来表示;

　　如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：27=11011；

2) 取得该二进制的位数，为N；

　　该二进制为五位数，N = 5

3) 取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

　　将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1，得到 255.255.248.0

HTTP协议

超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。

HTTP 协议包括哪些请求？

• GET：请求读取由URL所标志的信息。
• POST：给服务器添加信息（如注释）。
• PUT：在给定的URL下存储一个文档。
• DELETE：删除给定的URL所标志的资源。

HTTP中， POST 与 GET 的区别

• Get是从服务器上获取数据，Post是向服务器传送数据。
• Get是把参数数据队列加到提交表单的Action属性所指向的URL中，值和表单内各个字段一一对应，在URL中可以看到。
• Get传送的数据量小，不能大于2KB；Post传送的数据量较大，一般被默认为不受限制。
• 根据HTTP规范，GET用于信息获取，而且应该是安全的和幂等的。

• 所谓 安全的 意味着该操作用于获取信息而非修改信息。换句话说，GET请求一般不应产生副作用。就是说，它仅仅是获取资源信息，就像数据库查询一样，不会修改，增加数据，不会影响资源的状态。
• 幂等 的意味着对同一URL的多个请求应该返回同样的结果。

HTTP请求页面

• 有了 HTTP 服务器的 IP 地址之后，主机就能够生成 TCP 套接字，该套接字将用于向 Web 服务器发送 HTTP GET 报文。
  
• 在生成 TCP 套接字之前，必须先与 HTTP 服务器进行三次握手来建立连接。生成一个具有目的端口 80 的 TCP SYN 报文段，并向 HTTP 服务器发送该报文段。
  
• HTTP 服务器收到该报文段之后，生成 TCP SYN ACK 报文段，发回给主机。
  
• 连接建立之后，浏览器生成 HTTP GET 报文，并交付给 HTTP 服务器。
  
• HTTP 服务器从 TCP 套接字读取 HTTP GET 报文，生成一个 HTTP 响应报文，将 Web 页面内容放入报文主体中，发回给主机。
  
• 浏览器收到 HTTP 响应报文后，抽取出 Web 页面内容，之后进行渲染，显示 Web 页面。
  

DNS协议

DNS是域名系统(DomainNameSystem)的缩写，该系统用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务，

可以简单地理解为将URL转换为IP地址。

域名是由圆点分开一串单词或缩写组成的，每一个域名都对应一个唯一的IP地址，

在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的，DNS就是进行域名解析的服务器。

DNS命名用于Internet等TCP/IP网络中，通过用户友好的名称查找计算机和服务。

 

DNS 的解析过程:

• 网关路由器接收到包含 DNS 查询报文的以太网帧后，抽取出 IP 数据报，并根据转发表决定该 IP 数据报应该转发的路由器。
  
• 因为路由器具有内部网关协议（RIP、OSPF）和外部网关协议（BGP）这两种路由选择协议，因此路由表中已经配置了网关路由器到达 DNS 服务器的路由表项。
  
• 到达 DNS 服务器之后，DNS 服务器抽取出 DNS 查询报文，并在 DNS 数据库中查找待解析的域名。
  
• 找到 DNS 记录之后，发送 DNS 回答报文，将该回答报文放入 UDP 报文段中，然后放入 IP 数据报中，通过路由器反向转发回网关路由器，并经过以太网交换机到达主机。
  

ARP/RARP协议

地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议（解析 MAC 地址）。

主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；

收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。

地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存；

由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文，使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机，这就构成了一个ARP欺骗。

ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。

ARP工作流程举例：

主机A的IP地址为192.168.1.1，MAC地址为0A-11-22-33-44-01；

主机B的IP地址为192.168.1.2，MAC地址为0A-11-22-33-44-02；

当主机A要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址（192.168.1.2）解析成主机B的MAC地址。

以下为工作流程：

1. 根据主机A上的路由表内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
2. 如果主机A在ARP缓存中没有找到映射，它将询问192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，它将丢弃ARP请求。
3. 主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
4. 主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
5. 当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。

逆地址解析协议，即RARP，功能和ARP协议相对，其将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址。

比如局域网中有一台主机只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责回答。

RARP协议工作流程：

1. 给主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址；
2. 本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址；
3. 如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用；
4. 如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应；

ARP 解析 MAC 地址

• 主机通过浏览器生成一个 TCP 套接字，套接字向 HTTP 服务器发送 HTTP 请求。为了生成该套接字，主机需要知道网站的域名对应的 IP 地址。
  
• 主机生成一个 DNS 查询报文，该报文具有 53 号端口，因为 DNS 服务器的端口号是 53。
  
• 该 DNS 查询报文被放入目的地址为 DNS 服务器 IP 地址的 IP 数据报中。
  
• 该 IP 数据报被放入一个以太网帧中，该帧将发送到网关路由器。
  
• DHCP 过程只知道网关路由器的 IP 地址，为了获取网关路由器的 MAC 地址，需要使用 ARP 协议。
  
• 主机生成一个包含目的地址为网关路由器 IP 地址的 ARP 查询报文，将该 ARP 查询报文放入一个具有广播目的地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF）的以太网帧中，并向交换机发送该以太网帧，交换机将该帧转发给所有的连接设备，包括网关路由器。
  
• 网关路由器接收到该帧后，不断向上分解得到 ARP 报文，发现其中的 IP 地址与其接口的 IP 地址匹配，因此就发送一个 ARP 回答报文，包含了它的 MAC 地址，发回给主机。
  

TCP/IP协议

TCP/IP协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。

通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。

而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

 

TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。

TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用"带重传的肯定确认"技术来实现传输的可靠性。

TCP还采用一种称为"滑动窗口"的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。

TCP报文首部格式：

 

TCP协议的三次握手和四次挥手：

 

注：seq:"sequance"序列号；ack:"acknowledge"确认号；SYN:"synchronize"请求同步标志；；ACK:"acknowledge"确认标志"；FIN："Finally"结束标志。

 

TCP连接建立过程：首先Client端发送连接请求报文，Server段接受连接后回复ACK报文，并为这次连接分配资源。Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文，并分配资源，这样TCP连接就建立了。

TCP连接断开过程：假设Client端发起中断连接请求，也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后，意思是说"我Client端没有数据要发给你了"，但是如果你还有数据没有发送完成，则不必急着关闭Socket，可以继续发送数据。所以你先发送ACK，"告诉Client端，你的请求我收到了，但是我还没准备好，请继续你等我的消息"。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态，继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成，则向Client端发送FIN报文，"告诉Client端，好了，我这边数据发完了，准备好关闭连接了"。Client端收到FIN报文后，"就知道可以关闭连接了，但是他还是不相信网络，怕Server端不知道要关闭，所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态，如果Server端没有收到ACK则可以重传。"，Server端收到ACK后，"就知道可以断开连接了"。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，我Client端也可以关闭连接了。Ok，TCP连接就这样关闭了！

为什么要三次握手？

在只有两次"握手"的情形下，假设Client想跟Server建立连接，但是却因为中途连接请求的数据报丢失了，故Client端不得不重新发送一遍；这个时候Server端仅收到一个连接请求，因此可以正常的建立连接。但是，有时候Client端重新发送请求不是因为数据报丢失了，而是有可能数据传输过程因为网络并发量很大在节点被阻塞了，这种情形下Server端将先后收到2次请求，并持续等待两个Client请求向他发送数据...问题就在这里，Cient端实际上只有一次请求，而Server端却有2个响应，极端的情况可能由于Client端多次重新发送请求数据而导致Server端最后建立了N多个响应在等待，因而造成极大的资源浪费！所以，"三次握手"很有必要！

为什么要四次挥手？

试想一下，假如现在你是客户端你想断开跟Server的所有连接该怎么做？第一步，你自己先停止向Server端发送数据，并等待Server的回复。但事情还没有完，虽然你自身不往Server发送数据了，但是因为你们之前已经建立好平等的连接了，所以此时他也有主动权向你发送数据；故Server端还得终止主动向你发送数据，并等待你的确认。其实，说白了就是保证双方的一个合约的完整执行！

使用TCP的协议：FTP（文件传输协议）、Telnet（远程登录协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、POP3（和SMTP相对，用于接收邮件）、HTTP协议等。

如下简单理解一下：

ICMP协议 

又叫做 网际控制报文协议 ICMP

ICMP 是为了更有效地转发 IP 数据报和提高交付成功的机会。它封装在 IP 数据报中，但是不属于高层协议

 

ICMP 报文分为差错报告报文和询问报文。

 

ICMP的简单应用场景

1. Ping

Ping 是 ICMP 的一个重要应用，主要用来测试两台主机之间的连通性。

Ping 的原理是通过向目的主机发送 ICMP Echo 请求报文，目的主机收到之后会发送 Echo 回答报文。Ping 会根据时间和成功响应的次数估算出数据包往返时间以及丢包率。

2. Traceroute

Traceroute 是 ICMP 的另一个应用，用来跟踪一个分组从源点到终点的路径。

Traceroute 发送的 IP 数据报封装的是无法交付的 UDP 用户数据报，并由目的主机发送终点不可达差错报告报文。

• 源主机向目的主机发送一连串的 IP 数据报。第一个数据报 P1 的生存时间 TTL 设置为 1，当 P1 到达路径上的第一个路由器 R1 时，R1 收下它并把 TTL 减 1，此时 TTL 等于 0，R1 就把 P1 丢弃，并向源主机发送一个 ICMP 时间超过差错报告报文；
  
• 源主机接着发送第二个数据报 P2，并把 TTL 设置为 2。P2 先到达 R1，R1 收下后把 TTL 减 1 再转发给 R2，R2 收下后也把 TTL 减 1，由于此时 TTL 等于 0，R2 就丢弃 P2，并向源主机发送一个 ICMP 时间超过差错报文。
  
• 不断执行这样的步骤，直到最后一个数据报刚刚到达目的主机，主机不转发数据报，也不把 TTL 值减 1。但是因为数据报封装的是无法交付的 UDP，因此目的主机要向源主机发送 ICMP 终点不可达差错报告报文。
  
• 之后源主机知道了到达目的主机所经过的路由器 IP 地址以及到达每个路由器的往返时间。
  

UDP协议

UDP用户数据报协议，是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。

UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象，实际应用中要求程序员编程验证。

UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。

相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。

每个UDP报文分UDP报头和UDP数据区两部分。报头由四个16位长（2字节）字段组成，分别说明该报文的源端口、目的端口、报文长度以及校验值。

UDP报头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节，具体如下：

• （1）源端口号；
• （2）目标端口号；
• （3）数据报长度；
• （4）校验值。

使用UDP协议包括：TFTP（简单文件传输协议）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（域名解析协议）、NFS、BOOTP。

TCP 与 UDP 的区别：TCP是面向连接的，可靠的字节流服务；UDP是面向无连接的，不可靠的数据报服务。

 

首部字段只有 8 个字节，包括源端口、目的端口、长度、检验和。12 字节的伪首部是为了计算检验和临时添加的。

题外话

上行带宽和下行带宽什么意思

　　我们访问互联网的过程中存在这两种行为：一是上传数据，二是下载数据。上行宽带(速度)指的是上传的速度，而下行宽带(速度)指的是下载数据是的数度。

　　上行宽带(速度)和下行宽带(速度)是不对称的，一般是下行速度大于上行的速度。我们平时所使用的宽带说多少M，都是指的下行宽带，

因为我们上网主要是从互联网上下载数据，而上传的数据量要少很多。

　　另外，很多用户还有这样一个疑问，那就是发现在使用宽带的过程中，发现电脑中下载的速度根本就达不到自己办理的宽带的标准，

例如办理的10M的宽带，结果下载速度只有1M/s左右的速度，这是为什么呢？

　　这是因为宽带运行商对下行速度和Windows电脑上面下行速度的单位不一样，Windows电脑的单位是KBbs,而宽带运营上的单位是Kbbs，1B=8b。例如你从宽带运营上那里办理了10M的宽带，

10Mbps=10240Kbps/8=1280KBps,所以你在电脑上下载数据是，你的最大的下载速度只有1280KBps，也就是只有1M/s左右的样子。所以不要再说宽带公司坑人，

办理的宽带扣量了，这只不过是计算的单位不同引起的。

　　宽带的下载速率除宽带带宽外，与计算机配置、使用的下载软件，下载的容量、下载网zhan的速率等均有关系，可以通过下载软件查看您的宽带下载速率。

　　理想的状态下：100M光纤宽带的下行宽带在10M/S到11M/s 之间；

　　上行宽带是指上传到互联网上的速度；这个要看你开通的宽带是上下行等同还不是等同了，不知道的可以咨询你的运营商，

如果是等同的你的上行宽带也是10M/S到11M/s 之间，不是等同的一般上行宽带只有400kbs/S到500Kbs/s 。

　　一般企业开通的是上下行带宽等同的；家用的是不等同，一般只管下行带宽，上行的不管的。

计算机基础知识考试题库

计算机基础知识100题含答案).doc：https://max.book118.com/html/2018/1102/8131101047001131.shtm

计算机基础知识理论考试试题题库汇总（一）：https://zhuanlan.zhihu.com/p/82838613

参考文献

百度百科：计算机网络

计算机网络基础知识总结：https://www.runoob.com/w3cnote/summary-of-network.html

计算机网络(全)：https://www.cnblogs.com/hansermukk/p/11138558.html

计算机基础知识100题含答案).doc：https://max.book118.com/html/2018/1102/8131101047001131.shtm

计算机基础知识理论考试试题题库汇总（一）：https://zhuanlan.zhihu.com/p/82838613