前言

• 计算机网络基础 该是程序猿需掌握的知识，也是面试过程中常常考察的内容，但往往会被忽略
• 今天，我将献上一份详细 & 清晰的计算机网络基础 学习指南，涵盖 TCP / UDP协议、Http协议、Socket等，希望你们会喜欢。

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目录

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1. 计算机网络体系结构

1.1 简介

• 定义 计算机网络的各层 + 其协议的集合
• 作用 定义该计算机网络的所能完成的功能

1.2 结构介绍

• 计算机网络体系结构分为3种：OSI体系结构、TCP / IP体系结构、五层体系结构
• OSI体系结构：概念清楚 & 理念完整，但复杂 & 不实用
• TCP / IP体系结构：含了一系列构成互联网基础的网络协议，是Internet的核心协议 & 被广泛应用于局域网 和 广域网
• 五层体系结构：融合了OSI 与 TCP / IP的体系结构，目的是为了学习 & 讲解计算机原理

低三层为通信子网，负责数据传输 高三层为资源子网，相当于计算机系统，完成数据处理； 传输层承上启下

• TCP / IP的体系结构详细介绍 由于 TCP / IP体系结构较为广泛，故主要讲解

• OSI的体系结构详细介绍

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2. TCP协议

Transmission Control Protocol，即 传输控制协议

1. 属于 传输层通信协议
2. 基于TCP的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP、Telnet 和 POP3

关于TCP的其他知识：如三次握手、四次挥手、无差错控制原理等，具体请看文章：计算机网络：这是一份全面 & 详细 的TCP协议攻略

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3. UDP协议

3.1 定义

User Datagram Protocol，即 用户数据报协议

1. 属于 传输层通信协议
2. 基于UDP的应用层协议有 TFTP、SNMP 与 DNS

3.2 特点

无连接的、不可靠的、面向报文、无拥塞控制，具体介绍如下：

3.3 优缺点

• 优点：速度快
• 缺点：消息易丢失（特别是 网络较差时）

3.4 应用场景（对应应用层协议）

要求通信速度高

如： 域名转换：DNS协议 文件传输：FTP协议 网络管理：SNMP协议 远程文件服务器：NFS协议

3.5 报文段格式

• UDP的报文段共有2个字段：数据字段 & 首部字段
• 下面主要介绍首部（8字节、4个字段）

3.6 TCP、UDP协议的区别

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4. HTTP协议

• 简介

• 关于其工作方式、报文段等知识，请看文章：这是一份全面& 详细 HTTP知识讲解

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5. Socket

5.1 简介

• 即套接字，是应用层 与**TCP/IP**协议族通信的中间软件抽象层，表现为一个封装了 TCP / IP协议族 的编程接口（API）

1. Socket不是一种协议，而是一个编程调用接口（API），属于传输层（主要解决数据如何在网络中传输）
2. 即：通过Socket，我们才能在Andorid平台上通过 TCP/IP协议进行开发
3. 对用户来说，只需调用Socket去组织数据，以符合指定的协议，即可通信

• 成对出现，一对套接字：

Socket ={(IP地址1:PORT端口号)，(IP地址2:PORT端口号)}
复制代码

• 一个 Socket 实例 唯一代表一个主机上的一个应用程序的通信链路

5.2 其他知识

关于Socket的原理、机制过程 & 使用方式，具体请看文章：Android：这是一份很详细的Socket使用攻略

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6. 其他知识

6.1 在浏览器中输入url地址 ->> 显示主页的过程

打开一个网页，整个过程会使用哪些协议

6.2 IP地址（IPv4地址）

• 定义 连接在Internet中的每一台主机（或 路由器）的全球唯一的标识符
• 组成 IP地址 = 32位 = 网络号 + 主机号；即IP地址::={<网络号>，<主机号>}

其中：

1. 网络号：标志主机（或路由器）所连接到的网络。一个网络号在整个因特网范围内必须是唯一的。
2. 主机号：标志该主机（或路由器）。一个主机号在它面前的网络号所指明的网络范围必须是唯一的。

不同类型的IP地址，其主机号 & 网络号所占字节数不同；故：一个IP地址在整个网络范围内是唯一的

• 分类 传统的IP地址是分类的地址，分为A，B，C，D，E五类

区别在于网络号 & 主机号占的字节数不同

• 特别注意：在各类IP地址中，有一些IP地址用于特殊用途，不能用于做主机IP地址

6.3 ICMP协议

• 定义 Internet Control Message Protocol，即 网际控制报文协议

1. 属于IP层协议
2. 注：ICMP报文不是高层协议，而是作为IP层数据报的数据，加上数据报首部，组成IP数据报发出去

• 作用 更有效地转发IP数据包 & 提高交付成功的机会

同时允许主机 / 路由器报告差错 & 异常情况

• 分类 ICMP差错报告报文 & ICMP询问报文
• 主要应用 PING（分组网间探测）、Traceroute（跟踪1个分组从源点到终点的路径，原理 = 从源主机向目的主机发送一连串的IP数据报）

下面，将主要介绍Ping的过程

6.4 Ping的过程

• 定义 Packet InterNet Groper，即分组网间探测

1. 是 ICMP报文的1个重要应用：使用了IPCM回送请求 & 回送回答报文

2. 是应用层直接使用网络层ICMP的1个例子，无经过传输层的TCP、UDP

• 作用 测试2个主机的连通性
• 原理

1. 向目的主机发送多个ICMP回送请求报文
2. 根据 目的主机返回的ICMP回送回答报文中的时间戳，从而计算出往返时间
3. 最终显示的结果：发送到目的主机的IP地址、发送 & 收到 & 丢失的分组数、往返时间的最小、最大 & 平均值

• 过程 假设有两台主机： （目的主机）PC1：IP = 192.168.1.1 （源主机）PC2：IP = 192.168.1.2

6.5 路由器与交换机的区别

6.6 Cookie 与 Session

• 简介

• 区别 & 对比

6.7 Cookie 与 Token

• 简介

• 基于Cookie的身份验证 & 验证流程

• 基于Token的身份验证 & 验证流程

题外话

初入计算机行业的人或者大学计算机相关专业毕业生，很多因缺少实战经验，就业处处碰壁。下面我们来看两组数据：

• 2023届全国高校毕业生预计达到1158万人，就业形势严峻；
• 《新职业在线学习平台发展报告》 ，显示国内Python人才缺口高达40万，而人工智能人才目前缺口超过500万。

在这个大数据的时代，你要想走在潮流前端，就必须要学习前沿有用的知识。而今人工智能和数据分析爆发，python就是一颗冉冉升起的新星。

全球知名TIOBE编程语言社区发布了2023年最新的编程语言排行榜。我们一起来看看

口说无凭，请大家继续来看一下Python的招聘数据。

据职友集数据显示，分别来自50家招聘网站，与Python有关的招聘职位薪资待遇如下：

那么为什么各地对Python工程师需求这么大？工资给的这么高？因为Python程序员太少啦！很多高校并未开设Python课程，因此市场上Python开发人才供小于求。很多企业为了争夺有限的Python程序员，不得不给出极其丰厚的薪资待遇，现在初级Python开发工程师的起薪一般在10-20K！

目前来学的人群分为以下几类：

第一类：入行编程新手：大学刚毕业或者其他行业转岗，想从事编程开发的工作，目前认为Python比较火，想入行；Python简单易学，非常适合新手入门。

第二类：Linux系统运维人员：Linux运维以繁杂著称，对人员系统掌握知识的能力要求非常高，那么也就需要一个编程语言能解决自动化的问题，Python开发运维工作是首选，Python运维工资的薪资普遍比Linux运维人员的工资高。

第三类：做数据分析或者人工智能：不管是常见的大数据分析或者一般的金融分析、科学分析都比较大程度的应用了数据分析，人工智能的一些常见应用也使用了Python的一些技术。

第四类：在职程序员转Python开发：平常只关注div+css这些页面技术，很多时候其实需要与后端开发人员进行交互的，现在有很多Java程序在转到Python语言，他们都被Python代码的优美和开发效率所折服。

第五类：其他：一些工程师以前在做很多SEO优化的时候，苦于不会编程，一些程序上面的问题，得不到解决，只能做做简单的页面优化。现在学会Python之后，你和我一样都可以编写一些查询收录，排名，自动生成网络地图的程序，解决棘手的SEO问题。

当然，这里总结的只是常见的一些情况，关于职业和岗位。

Python的优点：

• 易于学习：简单、易学、对新手极度友好。
• 免费开源：Python的所有内容都是免费开源的，不需要花一分钱就可以免费使用Python，并且可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读其源代码、对其做改动、把其一部分用于新的自由软件中；
• 可扩展：Python除了使用Python本身编写外，还可以混合使用像C语言、Java语言等编写；

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