计算机科学速成科听课随笔5

计算机网络

计算机近距离构成的小型网络叫做 局域网，简称LAN，小到一间屋子里的几个机子，大到一个校园里的电脑都在一个局域网中

最成功的局域网叫做 以太网

以太网的最简单形式就是用一根电线，将所有电脑连在一起，将所有数据以电线为载体，电信号的形式发送，由于电线是共享的，所以只要发送数据，发出来的数据会被连在一起的所有电脑都接收

由于全部接收对于一些计算机是多余的，以太网创造了 MAC地址（每一个计算机唯一的媒体访问控制地址）。作为数据的前缀发送，接收时检查是否是自己的MAC地址，再看接不接收

多台电脑共享一个传输媒介这个方法叫做 载波侦听多路访问 简称 CSMA
如，以太网的载体是铜线，WIFI的载体是空气

由于有共同载体，当多个计算机同时像发送数据时，就会造成 冲突
最容想到的方法就是停一会，但是其他计算机也可能停止了相同的时间，才开始传输，再次造成了冲突
可以用一个小技巧，叫做 指数退避
简单来说就是第一次停一秒，第二次停两秒。第三次停四秒。。。

到此为止，还是不够产生大范围，高效率的局域网，我们需要减少同一载体中设备数量，载体和其中的设备总称为 冲突域

我们可以用交换机来，将大范围的两个冲突域拆分为两个小的冲突域，但交换机必须位于两个网络之间

交换机需要记录一个列表来区分每一个网络中的计算机，假如一个网络，传输数据时没有涉及到其他网络，就不会启用无关网络，避免占用但是要是用到了其他网络中的计算机，就会同时占用这几个网络

最大的网络--互联网 和这个原理差不多，不过每一个地点之间不只有一个路线
就产生了一个新概念，路由 就是将数据送到目的地
路由器会平衡与其他路由器之间的负载，以确保传输可以快速可靠，这叫做”阻塞控制“

传输数据还可以利用 报文交换 ，就像邮件一样，假如一条路由不通，可以用不同路由来使数据到达目的地，提高通信的容错率，如下图

消息沿着路由跳转的次数，叫做 跳数。可以通过检查跳数的次数，来反映出一个地方的路由是否出现了问题，便于维护

但是当数据过大时，运用报文交换，会堵塞网络，因为一个文件在一个节点传输很久，会将其他来这个节点的数据堵在后面，解决方法是，将大报文分成很多小块，叫 数据包

报文的具体格式由”互联网协议“定义，简称 IP ，创建于1970年，由于文件的数据包可能到达目的的顺序不同，通过 TCP/IP ，可以解决乱序问题

互联网

由WiFi连着的所有设备组成了局域网 （LAN），局域网组成了广域网 （WAN）
广域网一般属于你的互联网服务提供商，简称 ISP

IP是非常底层的协议，只记录了数据包的目的地，以此之上，还需要一些更高级协议
如 用户数据报协议 ，简称 UDP
UDP的头部需要，一个端口号（每一个想要访问网络的程序都会向操作系统社申请一个端口号），来指定将数据包发给哪一个程序，和一个校验和，用来检查数据是否正确、完整

简单来说
IP 负责把数据包送到送到正确的计算机
UDP 负责包数据包送到正确的程序

UDP不包括损坏文件的自动修复，但是胜在简单且快，如果所有数据必须到达，就可以用传输控制协议，简称TCP

和UDP一样，TCP头部也有“端口号”和“校验和”
除此之外，TCP还有更高级的功能，如
·TCP数据包有序列号
·TCP要求接收方的电脑收到数据包并且“骄傲沿河检查无误后”，给发送方发一个确认码 ACK，代表收到了，接受成功之后才会继续发送

TCP还可以用确认码的成功率和来回使劲按来推测网络的拥挤程度，来调整同时发包数量，解决拥堵问题

互联网还有个特殊服务，将域名和IP地址一一对应，叫做 域名系统，简称 DNS

DNS是一个树状结构，顶级域名在最顶部，下一层是二级域名，再下一层是子域名

开放式系统互通通信参考模型（OSI），一个概念性框架，将网络通信划分为许多层，一种抽象概念，在问题出现时不被整体复杂度难倒

万维网

万维网的最基本单位是单个页面，页面中有内容还有超链接，这些超链接形成的巨大的互联网络就叫做万维网

为了使网页能和相互连接，每一个网页需要一个唯一地址，这个地址叫做 统一资源定位器，简称 URL

向服务器请求打开一个页面时就会用到 超文本传输协议（HTTP），后续中HTTP添加了状态码，顾名思义代表当前的状态，状态码400~499代表客户端出错（这个时候就要提到熟悉的404了，：））