網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)通信過程

雖然我是計算機專業(yè)的,但是學(xué)校老師在講課時只是照教材講原理,不怎么聯(lián)系實際,課程既枯燥又難懂。網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通信過程,我聽完課之后還是屬于懵逼狀態(tài)。在我查閱了一些課外書籍和聽了一些網(wǎng)課之后,才終于弄明白了通信的過程。下面我將以訪問百度網(wǎng)為例來介紹一下日常的上網(wǎng)到底是怎么實現(xiàn)的。

1? 計算機網(wǎng)絡(luò)的一些基本概念

網(wǎng)絡(luò):許多計算機連接在一起。

互聯(lián)網(wǎng)(internet):許多網(wǎng)絡(luò)連接在一起。

因特網(wǎng)(Internet):全球最大的互聯(lián)網(wǎng)。

ISP:網(wǎng)絡(luò)運營商(如移動,聯(lián)通,電信等)。

Internet:由很多ISP組成,有自己的機房,對網(wǎng)民提供Internet連接(ADSL或光纖到戶)。

局域網(wǎng)LAN:覆蓋范圍小,網(wǎng)線最遠覆蓋100米,帶寬10M,100M,1000M;帶寬固定,需要自己花錢購買設(shè)備,自己維護。

廣域網(wǎng)WAN:距離較遠(各個小區(qū)),花錢買服務(wù)(花錢買帶寬,錢多帶寬高),運營商ISP給維護。不一定非得距離遠,只要走了廣域網(wǎng)線路(ADSL撥號上網(wǎng)屬于廣域網(wǎng)技術(shù))(走運營商)就屬于廣域網(wǎng)。我們在家上網(wǎng),都屬于廣域網(wǎng)。舉例:假設(shè)某小區(qū)居民花錢買了電信的8M帶寬,8M指的是小區(qū)到電信運營商那一段。只有訪問電信里的服務(wù)器網(wǎng)站速度才快,訪問別的運營商的服務(wù)器并不快。為了解決跨運營商上網(wǎng)慢的問題,現(xiàn)在有雙線機房,即把服務(wù)器放在多個運營商的機房中。

2? 計算機數(shù)據(jù)通信過程

預(yù)備知識:

DNS:負責把網(wǎng)站域名解析成IP地址。網(wǎng)站也有IP地址,分為網(wǎng)絡(luò)段和主機段。舉例:假設(shè)地址段為13.0.0.0,子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0(子網(wǎng)掩碼就是用來說明哪段地址是網(wǎng)絡(luò)段的,255對應(yīng)的就是網(wǎng)絡(luò)段。本例只有第一段13是網(wǎng)絡(luò)段,后面三段都是主機段)。

網(wǎng)關(guān):網(wǎng)關(guān)是指連接到其它網(wǎng)段時,應(yīng)該連的那個地址,也即路由器的IP地址(路由器就是用來連接其它網(wǎng)段的設(shè)備)。

MAC地址(物理地址):出廠時就有,全球唯一。電腦網(wǎng)卡、服務(wù)器、路由器的每個接口都有唯一的MAC地址。

下面我以一個例子來說明我們在上網(wǎng)的時候都發(fā)生了些什么。

如圖所示(圖中藍色設(shè)備是交換機,綠色圓圈是路由器),假設(shè)我們從IP地址為15.0.0.2的電腦去訪問百度網(wǎng):

圖片原創(chuàng)

2.1? 從PC到服務(wù)器

開始上網(wǎng):(電腦的IP地址為15.0.0.2,百度網(wǎng)的IP地址為13.0.0.2)

用戶輸入網(wǎng)址:http://www.baidu.com

首先需要DNS把網(wǎng)址里的域名www.baidu.com解析成13.0.0.2(因為百度在地址為13.0.0.2的服務(wù)器上)

計算機都配DNS,該電腦給DNS服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包,DNS服務(wù)器有記錄,查詢后將所求IP地址發(fā)送回原電腦;第二次電腦發(fā)數(shù)據(jù)直接訪問13.0.0.2地址,此時電腦發(fā)送的數(shù)據(jù)長這樣:

電腦發(fā)送的數(shù)據(jù)包格式
電腦發(fā)送的數(shù)據(jù)包內(nèi)容

數(shù)據(jù)從PC到服務(wù)器的過程

從個人電腦到服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸過程如上圖(本圖中的m幾,代表MAC地址簡寫):

注意:交換機(圖中藍色設(shè)備)看的是MAC地址,路由器(圖中綠色圓圈)看的是IP地址。

數(shù)據(jù)從m4的網(wǎng)卡出來,到交換機,交換機看到目標MAC是m5,轉(zhuǎn)給路由器G;路由器看的是目標地址13.0.0.2;接著G路由器把原MAC地址和目的MAC地址改成m7, m8, 然后傳到路由器A,A看到了13.0.0.2,需要傳給B,A把原MAC地址和目的MAC地址改成m9, m10……就這樣,數(shù)據(jù)在路由器的不斷轉(zhuǎn)發(fā)中到達服務(wù)器??傊?,IP地址決定最終目的地,而MAC地址決定下一跳轉(zhuǎn)到哪個路由。

2.2? 從服務(wù)器到PC

網(wǎng)頁普遍很大,數(shù)據(jù)包很小,不能一次性發(fā)送。因此服務(wù)器返回數(shù)據(jù)時需要把網(wǎng)頁切割成小塊,編上號。編完號之后的發(fā)送過程與之前的過程基本一樣。

網(wǎng)頁從服務(wù)器到PC的過程
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