計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(一)如何生動(dòng)形象的理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?

??理解一個(gè)東西最好的方式就是舉例子,用自己熟悉的例子進(jìn)行理解。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),我們最常用的就是輸入一個(gè)網(wǎng)址,然后回車,接收一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這就是瀏覽器與Web服務(wù)器的交互,總結(jié)一下就是兩步:

  1. 瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。
  2. Web服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求向?yàn)g覽器發(fā)送響應(yīng)。

??看似是簡(jiǎn)單的兩步,其中內(nèi)部包含的操作可真不少。以我們淘寶購(gòu)物為例,我們上淘寶買東西,付完錢,就相當(dāng)于給web服務(wù)器請(qǐng)求了,然后商家發(fā)送貨物給我們,就是瀏覽器接收數(shù)據(jù)并顯示。但是快遞的封裝,貼上標(biāo)簽,運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)中轉(zhuǎn)站里面的文章可不少。網(wǎng)絡(luò)同樣如此。還需要保證在傳遞的過(guò)程中可能會(huì)的丟失和損壞,還要去處理這些丟失和損壞。

??在計(jì)算機(jī)中,我們還需要將信息轉(zhuǎn)化為01這樣的二進(jìn)制信息進(jìn)行傳輸。這種機(jī)制是由操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)控制軟件,以及交換機(jī)、路由器等設(shè)備分工合作來(lái)實(shí)現(xiàn)的,它的基本思路是將數(shù)字信息分割成一個(gè)一個(gè)的小塊,然后裝入一些被稱為“包”(Packet)的容器中來(lái)運(yùn)送。可以這樣理解:包相當(dāng)于信件或者包裹,而交換機(jī)和路由器則相當(dāng)于郵局或快遞公司的分揀處理區(qū)。包的頭部存有目的地等控制信息,通過(guò)許多交換機(jī)和路由器的接力,就可以根據(jù)控制信息對(duì)這些包進(jìn)行分揀,然后將它們一步一步地搬運(yùn)到目的地。

??這個(gè)負(fù)責(zé)搬運(yùn)數(shù)字信息的機(jī)制,再加上瀏覽器和Web服務(wù)器這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序,這兩部分就組成了網(wǎng)絡(luò)。把他們掰開了可以分為以下幾個(gè)部分:

  1. Web瀏覽器:當(dāng)我們輸入一個(gè)網(wǎng)址的時(shí)候,瀏覽器會(huì)首先解析這個(gè)網(wǎng)址,比如說(shuō)你這個(gè)網(wǎng)址遵循什么協(xié)議規(guī)則呀。想要請(qǐng)求什么數(shù)據(jù)吖,等等。然后委托操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)控制軟件將消息發(fā)送給服務(wù)器。
  2. 協(xié)議棧、網(wǎng)卡:網(wǎng)絡(luò)控制軟件叫作協(xié)議棧,這個(gè)軟件會(huì)將從瀏覽器接收到的消息打包,然后加上目的地址等控制信息。就如快遞公司從商家那拿到快遞之后,給快遞貼上目的地地址。(它還有其他一些功能,如當(dāng)發(fā)生通信錯(cuò)誤時(shí)重新發(fā)送包,或者調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送的速率等)。接下來(lái),協(xié)議棧會(huì)將包交給網(wǎng)卡(負(fù)責(zé)以太網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的硬件)。然后,網(wǎng)卡會(huì)將包轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并通過(guò)網(wǎng)線發(fā)送出去。這樣一來(lái),包就進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)之中了。
  3. 集線器、交換機(jī)、路由器:網(wǎng)卡發(fā)送的包會(huì)經(jīng)過(guò)交換機(jī)等設(shè)備,到達(dá)用來(lái)接入互聯(lián)網(wǎng)的路由器。路由器的后面就是互聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商會(huì)負(fù)責(zé)將包送到目的地,就好像我們把快遞投到集裝箱之后,運(yùn)輸員會(huì)負(fù)責(zé)把信送給收件人那一方一樣。
  4. 接入網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商:數(shù)據(jù)從用來(lái)接入互聯(lián)網(wǎng)的路由器出發(fā),進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部?;ヂ?lián)網(wǎng)的入口線路稱為接入網(wǎng)。一般來(lái)說(shuō),我們可以用電話線、ISDNADSL、有線電視、光線、專線等多種通信線路來(lái)接入互聯(lián)網(wǎng),這些通信線路統(tǒng)稱為接入網(wǎng)。接入網(wǎng)連接到簽約的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商,并接入被稱為接入點(diǎn)(Point of Presence, PoP)的設(shè)備。接入點(diǎn)的后面就是互聯(lián)網(wǎng)的骨干部分了。在骨干網(wǎng)中存在很多運(yùn)營(yíng)商和大量的路由器,這些路由器相互連接,組成一張巨大的網(wǎng),而我們的網(wǎng)絡(luò)包就在其中經(jīng)過(guò)若干路由器的接力,最終被發(fā)送到目標(biāo)Web服務(wù)器上。
  5. 防火墻、緩存服務(wù)器:它會(huì)遇到防火墻,防火墻會(huì)對(duì)進(jìn)入的包進(jìn)行檢查,相當(dāng)于小區(qū)門口的保安對(duì)你的包裹進(jìn)行危險(xiǎn)物品檢查。之后網(wǎng)絡(luò)包還可能會(huì)遇到緩存服務(wù)器,緩存服務(wù)器主要就是用于緩存一些可以重復(fù)利用的信息,如果要訪問的網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)正好在緩存服務(wù)器中能夠找到,那么就可以不用勞煩Web服務(wù)器,直接從緩存服務(wù)器讀出數(shù)據(jù)。這就相當(dāng)于包括里面的五星好評(píng)返現(xiàn),已經(jīng)被你的大腦緩存了,不用打開包裹就有。(此外,在大型網(wǎng)站中,可能還會(huì)配備將消息分布到多臺(tái)Web服務(wù)器上的負(fù)載均衡器,還有可能會(huì)使用通過(guò)分布在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中的緩存服務(wù)器來(lái)分發(fā)內(nèi)容的服務(wù)。經(jīng)過(guò)這些機(jī)制之后,網(wǎng)絡(luò)包才會(huì)到達(dá)Web服務(wù)器。)
  6. Web服務(wù)器:到達(dá)Web服務(wù)器后,數(shù)據(jù)會(huì)被解包并還原為原始的請(qǐng)求消息,然后交給Web服務(wù)器程序。這個(gè)操作也是由操作系統(tǒng)中的協(xié)議棧(網(wǎng)絡(luò)控制軟件)來(lái)完成的。接下來(lái),Web服務(wù)器程序分析請(qǐng)求消息的含義,并按照其中的指示將數(shù)據(jù)裝入響應(yīng)消息中,然后發(fā)回給客戶端。響應(yīng)消息回到客戶端的過(guò)程和之前我們介紹的過(guò)程正好相反。這就相當(dāng)于用戶接收到了包裹,并打開了包裹,然后給了商家想要的好、中、差評(píng)。當(dāng)響應(yīng)到達(dá)客戶端之后,瀏覽器會(huì)從中讀取出網(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)并在屏幕上顯示出來(lái)。到這里,訪問Web服務(wù)器的一系列操作就全部完成了。
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