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基础

Go Guide2025/7/6大约 50 分钟

基础

✨五层计算机网络体系结构组成是什么？有什么作用？有哪些协议？

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相关信息

层次核心作用关键功能典型协议/标准实现设备/组件
物理层传输原始比特流（0和1），定义物理信号规则- 信号编码（高低电平表示0/1）
- 传输速率（如1Gbps）
- 接口类型（如RJ45）
- 拓扑结构（如星型）		- 以太网物理层标准（10BASE-T、100BASE-TX）
- Wi-Fi物理层（802.11系列）
- 光纤传输标准（SONET/SDH）		网卡、网线、光纤、无线发射器
数据链路层在相邻节点间传输“帧”，确保链路内数据可靠传输- 封装数据包为帧
- 差错检测（CRC校验）
- 流量控制
- MAC地址识别与介质访问控制（如CSMA/CD）		- 以太网（Ethernet）
- 点对点协议（PPP）
- Wi-Fi数据链路层（802.11 MAC子层）		网卡驱动、交换机
网络层实现跨网络数据包转发，解决“源到目标的路径选择”- IP地址管理
- 路由选择（如OSPF、BGP）
- 数据包分片与重组
- 拥塞控制		- IP协议（IPv4、IPv6）
- ICMP（网络探测与差错报告）
- 路由协议（RIP、OSPF、BGP）		路由器、三层交换机
运输层为应用程序提供端到端的可靠/高效传输服务- 端口号标识应用程序（如80、443）
- 可靠传输（TCP）
- 高效传输（UDP）
- 数据分段与重组		- TCP（传输控制协议，可靠连接）
- UDP（用户数据报协议，无连接）		操作系统内核的协议栈
应用层为用户提供具体网络应用服务，定义应用间通信规则- 定义应用数据格式
- 实现特定服务逻辑（如网页传输、文件传输）		- HTTP/HTTPS（网页传输）
- FTP（文件传输）
- SMTP/POP3/IMAP（邮件）
- DNS（域名解析）
- Telnet/SSH（远程登录）		浏览器、邮件客户端、服务器应用程序

HTTP

✨Get 和 Post 有什么区别？ 有什么优缺点？

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相关信息

特性GETPOST
数据位置参数附加在URL后面（查询字符串）参数包含在请求体中
安全性低（参数暴露在URL中，不适合敏感数据）高（参数不在URL中）
可见性URL可直接看到参数参数不可见
缓存性可被缓存不可被缓存
幂等性是（多次请求结果相同）否（多次提交可能产生副作用）
数据长度有限制（取决于浏览器/服务器，通常约2KB）无限制（取决于服务器配置）
编码类型仅支持application/x-www-form-urlencoded支持多种编码类型（如application/x-www-form-urlencoded、multipart/form-data、application/json等）
应用场景获取数据（如搜索、查询）提交数据（如表单提交、文件上传）
历史记录参数会被保存在浏览器历史记录中不会保存
书签可被收藏为书签不可被收藏为书签

✨从浏览器输入 URL 到显示页面发生了什么？

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相关信息

1. 输入 URL 并解析

  • 用户在浏览器地址栏输入 URL（如 https://www.example.com:8080/path?query=1#fragment），浏览器首先解析 URL 的各部分：
    • 协议：如 http 或 https（决定使用的传输协议和端口，http 默认端口 80，https 默认 443）。
    • 域名：如 www.example.com（需转换为 IP 地址）。
    • 端口：如 8080（若未指定则用协议默认端口）。
    • 路径：如 /path（服务器上资源的位置）。
    • 查询参数：如 ?query=1（向服务器传递的额外信息）。
    • 锚点：如 #fragment（仅在浏览器端生效，用于定位页面内的指定位置，不发送给服务器）。
  • 浏览器会先检查自身缓存（如 DNS 缓存、页面缓存），若缓存中存在该 URL 的资源且未过期，可能直接使用缓存内容，跳过后续部分步骤。

2. DNS 域名解析：获取 IP 地址

浏览器通过 DNS（域名系统）协议将域名转换为服务器的 IP 地址，过程如下：

  • 本地缓存查询：浏览器先检查本地 DNS 缓存（如浏览器缓存、操作系统缓存），若有对应域名的 IP 记录，直接使用。
  • 路由器/本地 DNS 服务器查询：若本地缓存无记录，请求发送到路由器或本地 DNS 服务器（如运营商提供的 DNS 服务器），查询其缓存。
  • 递归查询根域名服务器：若仍未找到，本地 DNS 服务器会向根域名服务器发起查询，根服务器返回顶级域名服务器（如 .com 服务器）的地址。
  • 逐级查询：本地 DNS 服务器向顶级域名服务器查询，得到权威域名服务器（如 example.com 的专属服务器）地址，最终从权威服务器获取目标域名对应的 IP 地址。
  • 解析结果返回给浏览器，同时被缓存（以便后续快速访问）。

3. 建立 TCP 连接（三次握手）

浏览器根据解析到的 IP 地址和端口号，通过 TCP 协议与服务器建立连接，过程称为“三次握手”：

  • 第一次握手：浏览器（客户端）向服务器发送 SYN 报文（同步请求），表示请求建立连接，并包含初始序列号。
  • 第二次握手：服务器收到 SYN 后，返回 SYN+ACK 报文（同步+确认），确认收到请求，并生成自己的初始序列号。
  • 第三次握手：浏览器收到 SYN+ACK 后，发送 ACK 报文（确认），表示同意建立连接。
  • 三次握手完成后，TCP 连接建立，为后续数据传输提供可靠的字节流通道（保证数据不丢失、不重复、按序到达）。

4. 若为 HTTPS，建立 TLS 加密连接（可选）

如果 URL 使用 https 协议，在 TCP 连接建立后，还需通过 TLS（传输层安全协议，前身为 SSL）建立加密连接：

  • 客户端hello：浏览器向服务器发送支持的 TLS 版本、加密算法列表、随机数等信息。
  • 服务器hello：服务器选择合适的 TLS 版本和加密算法，返回服务器证书（包含公钥）和随机数。
  • 验证证书：浏览器验证服务器证书的有效性（通过 CA 机构签名确认，防止伪造）。
  • 生成会话密钥：浏览器使用服务器公钥加密一个随机数，发送给服务器；双方基于之前交换的随机数和该加密随机数，生成对称加密密钥（用于后续数据传输加密）。
  • 加密通信确认：双方使用对称密钥发送加密的“完成”消息，确认 TLS 连接建立，后续 HTTP 数据将通过该加密通道传输。

5. 发送 HTTP 请求报文

浏览器通过已建立的 TCP（或 TLS+TCP）连接，向服务器发送 HTTP 请求报文，结构包括：

  • 请求行：包含请求方法（如 GET 获取资源、POST 提交数据）、URL 路径、HTTP 版本（如 HTTP/1.1）。
  • 请求头：键值对形式的元数据，如 Host: www.example.com（指定目标域名）、User-Agent（浏览器信息）、Cookie（客户端存储的身份信息）、Accept（浏览器可接受的响应格式）等。
  • 空行：分隔请求头和请求体。
  • 请求体：仅在 POST 等方法中存在，用于传递表单数据、JSON 等内容。

6. 服务器处理请求并返回 HTTP 响应报文

服务器收到 HTTP 请求后，经历以下处理：

  • 解析请求：服务器解析请求行、请求头、请求体，确定客户端需要的资源（如 HTML 页面、图片）。
  • 业务处理：根据请求路径和参数，执行后端逻辑（如查询数据库、处理数据）。
  • 生成响应：服务器构建 HTTP 响应报文，结构包括：
    • 状态行：包含 HTTP 版本、状态码（如 200 OK 表示成功，404 Not Found 表示资源不存在，500 Internal Server Error 表示服务器错误）、状态描述。
    • 响应头：如 Content-Type: text/html（指定响应体格式）、Content-Length（响应体长度）、Set-Cookie（服务器向客户端设置 Cookie）、Cache-Control（缓存规则）等。
    • 空行：分隔响应头和响应体。
    • 响应体：请求的资源内容，如 HTML 代码、图片二进制数据、JSON 字符串等。
  • 服务器通过 TCP 连接将响应报文发送给浏览器。

7. 浏览器解析响应并渲染页面

浏览器收到响应报文后，开始解析和渲染页面，核心步骤包括：

  • 解析 HTML，构建 DOM 树：
    • 浏览器按顺序解析 HTML 代码，将标签（如 <div>、<p>）、文本等转换为 DOM（文档对象模型）节点，形成树形结构（DOM 树），表示页面的结构。
  • 解析 CSS，构建 CSSOM 树：
    • 浏览器解析 <style> 标签内的 CSS 代码或外部 CSS 文件（通过 <link> 引用），将样式规则转换为 CSSOM（CSS 对象模型）树，描述每个 DOM 节点的样式（颜色、尺寸等）。
  • 构建渲染树（Render Tree）：
    • 结合 DOM 树和 CSSOM 树，筛选出可见节点（如排除 display: none 的元素），并为每个节点应用对应的样式，形成渲染树，确定节点的位置和外观。
  • 布局（Layout）：
    • 根据渲染树计算每个节点在页面中的精确位置和大小（如宽高、坐标），又称“回流”。
  • 绘制（Painting）：
    • 按布局结果，将节点的颜色、阴影等视觉属性绘制到屏幕上（像素级渲染），又称“重绘”。
  • 合成（Composite）：
    • 若页面包含分层元素（如 z-index、transform 动画），浏览器将各层绘制结果合成，最终显示完整页面。

8. 加载额外资源

HTML 中通常包含其他资源的 URL（如 <img src="image.jpg"> 引用图片、<script src="app.js"> 引用 JavaScript、<link href="style.css"> 引用 CSS），浏览器会对这些资源重复执行以下步骤：

  • 解析资源 URL，进行 DNS 解析、建立 TCP（或 HTTPS）连接、发送 HTTP 请求。
  • 服务器返回资源，浏览器缓存这些资源（根据响应头的 Cache-Control 等规则）。
  • CSS 资源会影响 CSSOM 树和渲染树，JS 资源可能通过代码操作 DOM 或 CSSOM（若 <script> 标签无 async/defer 属性，会阻塞 HTML 解析，需优先加载执行）。
  • 所有资源加载完成并处理后，页面完全渲染显示。

9. 关闭 TCP 连接（四次挥手）

当页面加载完成，浏览器与服务器不再需要通信时，通过 TCP 四次挥手关闭连接：

  • 第一次挥手：浏览器发送 FIN 报文，表示不再发送数据。
  • 第二次挥手：服务器返回 ACK 报文，确认收到 FIN。
  • 第三次挥手：服务器发送 FIN 报文，表示服务器也不再发送数据。
  • 第四次挥手：浏览器返回 ACK 报文，确认收到 FIN，连接关闭。
  • 若使用 HTTP/1.1 的 Connection: keep-alive（默认），TCP 连接会保持一段时间，供后续请求复用，减少连接建立开销；HTTP/2 则通过多路复用进一步优化连接效率。

✨HTTP 常见的状态码有哪些？

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相关信息

HTTP 状态码是服务器对客户端请求的响应状态标识，由三位数字组成，分为五大类（以第一位数字区分）。

1. 信息性状态码（1xx）

表示服务器已接收请求，正在处理中，通常为临时响应。

  • 100 Continue：服务器已收到请求头，客户端可继续发送请求体（常用于大文件上传场景）。
  • 101 Switching Protocols：服务器同意客户端的协议切换请求（如从 HTTP 切换到 WebSocket）。

2. 成功状态码（2xx）

表示请求被服务器成功接收、理解并处理。

  • 200 OK：请求成功，响应体包含请求的资源（最常见的成功状态）。
  • 201 Created：请求成功并创建了新资源（如 POST 提交表单创建用户），响应头通常包含 Location 指向新资源地址。
  • 204 No Content：请求成功，但响应体无内容（如 DELETE 请求删除资源后，无需返回数据）。
  • 206 Partial Content：部分请求成功（用于断点续传，客户端通过 Range 头指定了部分资源范围）。

3. 重定向状态码（3xx）

表示客户端需要进一步操作才能完成请求，通常需要跳转至其他 URL。

  • 301 Moved Permanently：资源永久迁移到新 URL，浏览器会缓存该跳转，后续请求直接访问新地址（如域名更换）。
  • 302 Found：资源临时迁移到新 URL，浏览器不会缓存，每次请求仍需通过原 URL 跳转（早期常用于临时重定向，现在更推荐 307）。
  • 304 Not Modified：资源未修改，客户端可直接使用本地缓存（配合 If-Modified-Since 或 If-None-Match 头使用，减少带宽消耗）。
  • 307 Temporary Redirect：临时重定向，与 302 类似，但严格遵循请求方法（如原请求是 POST，重定向后仍用 POST，而 302 可能被浏览器改为 GET）。
  • 308 Permanent Redirect：永久重定向，与 301 类似，但严格遵循请求方法（避免 301 中 POST 被改为 GET 的问题）。

4. 客户端错误状态码（4xx）

表示请求存在错误，服务器无法处理。

  • 400 Bad Request：请求语法错误（如参数格式错误、请求体格式不正确）。
  • 401 Unauthorized：请求需要身份验证（如未登录时访问需要权限的接口，响应头通常包含 WWW-Authenticate 说明验证方式）。
  • 403 Forbidden：服务器拒绝请求（已验证身份，但无访问权限，如普通用户访问管理员页面）。
  • 404 Not Found：请求的资源不存在（最常见的错误状态，如输入了错误的 URL）。
  • 405 Method Not Allowed：请求使用的 HTTP 方法（如 POST）不被目标资源支持，响应头 Allow 会列出允许的方法（如 GET、HEAD）。
  • 406 Not Acceptable：服务器无法提供客户端在 Accept 头中指定的格式（如客户端只接受 JSON，但服务器只能返回 XML）。
  • 408 Request Timeout：服务器等待请求超时（客户端未在规定时间内发送完整请求）。
  • 409 Conflict：请求与服务器当前资源状态冲突（如提交重复数据，如创建已存在的用户名）。
  • 413 Payload Too Large：请求体过大，服务器拒绝处理（如上传文件超过服务器限制）。
  • 414 URI Too Long：请求的 URL 过长，服务器无法处理（如 GET 请求参数过多）。
  • 429 Too Many Requests：客户端请求过于频繁，触发服务器限流策略（通常配合 Retry-After 头提示重试时间）。

5. 服务器错误状态码（5xx）

表示服务器在处理请求时发生内部错误，无法完成请求。

  • 500 Internal Server Error：服务器内部错误（最常见的服务器错误，如代码 bug、数据库连接失败）。
  • 502 Bad Gateway：服务器作为网关/代理时，收到上游服务器的无效响应（如反向代理后端服务崩溃）。
  • 503 Service Unavailable：服务器暂时无法处理请求（如维护中），通常会包含 Retry-After 头提示恢复时间。
  • 504 Gateway Timeout：服务器作为网关/代理时，等待上游服务器响应超时（如后端服务处理过慢）。
  • 505 HTTP Version Not Supported：服务器不支持客户端使用的 HTTP 版本（如客户端用 HTTP/3，但服务器只支持 HTTP/1.1）。

HTTP Header 中有哪些字段？

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相关信息

HTTP Header 用于在客户端和服务器之间传递附加信息，分为请求头（Request Headers）、响应头（Response Headers） 和通用头（General Headers） 三类。以下是常见的 Header 字段及其说明：

类别字段名说明示例
通用头Cache-Control控制缓存策略（客户端和服务器均可用）Cache-Control: max-age=3600（资源缓存 1 小时）
Connection控制连接状态（如是否保持长连接）Connection: keep-alive（保持 TCP 连接）；Connection: close（关闭连接）
Date消息发送的日期和时间Date: Wed, 09 Jul 2025 08:00:00 GMT
Pragma旧版缓存控制（兼容 HTTP/1.0，与 Cache-Control 作用类似）Pragma: no-cache（不缓存资源）
请求头Accept客户端可接受的响应数据格式（如文本、JSON 等）Accept: application/json, text/html
Accept-Encoding客户端支持的压缩算法（如 gzip、deflate）Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language客户端可接受的自然语言（如中文、英文）Accept-Language: zh-CN, en-US;q=0.8（中文优先，英文次之）
Authorization身份验证信息（如 Basic 认证、Bearer Token）Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...
Cookie客户端存储的 Cookie 信息（服务器通过 Set-Cookie 设置）Cookie: user_id=123; session=abc
Host目标服务器的域名和端口（HTTP/1.1 必需字段）Host: www.example.com:8080
User-Agent客户端身份标识（如浏览器型号、操作系统）User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) Chrome/120.0.0.0
Referer当前请求的来源页面 URL（用于追踪跳转来源）Referer: https://www.google.com/
Range请求资源的部分内容（用于断点续传）Range: bytes=0-1023（请求前 1024 字节）
Content-Type请求体的数据格式（如表单、JSON）Content-Type: application/x-www-form-urlencoded（表单数据）；application/json（JSON 数据）
Content-Length请求体的字节长度Content-Length: 1024（请求体大小为 1024 字节）
响应头Content-Type响应体的数据格式（同请求头，但用于服务器返回）Content-Type: text/html; charset=UTF-8（HTML 页面，编码为 UTF-8）
Content-Encoding服务器使用的压缩算法（如 gzip）Content-Encoding: gzip
Content-Length响应体的字节长度（同请求头，但用于服务器返回）Content-Length: 2048
Location重定向的目标 URL（配合 3xx 状态码使用）Location: https://new.example.com（跳转到新域名）
Set-Cookie服务器向客户端设置 CookieSet-Cookie: user_id=123; Expires=Fri, 01 Aug 2025 00:00:00 GMT
Server服务器的软件信息（如 Apache、Nginx）Server: Nginx/1.21.0
ETag资源的唯一标识（用于缓存验证，配合 If-None-Match 使用）ETag: "abc123"
Last-Modified资源最后修改的时间（用于缓存验证，配合 If-Modified-Since 使用）Last-Modified: Tue, 08 Jul 2025 12:00:00 GMT
Access-Control-Allow-Origin跨域资源共享（CORS）允许的来源域名（解决跨域问题）Access-Control-Allow-Origin: *（允许所有域名访问）；https://example.com
Retry-After提示客户端多久后重试请求（配合 429、503 等状态码使用）Retry-After: 3600（1 小时后重试）

补充说明：

  • 部分字段（如 Content-Type）既可作为请求头也可作为响应头，作用是描述对应消息体的格式。
  • 头字段不区分大小写，但通常约定使用大写字母加连字符（如 User-Agent）。
  • 扩展头通常以 X- 开头（如 X-Requested-With: XMLHttpRequest 标识 AJAX 请求），但现代规范更推荐无前缀的自定义头。

✨HTTP 和 HTTPS 有什么区别？

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相关信息

对比维度HTTPHTTPS
安全机制无加密机制，数据以明文传输基于 SSL/TLS 协议加密传输数据，防止窃听、篡改和伪造
端口默认使用 80 端口默认使用 443 端口
协议组成直接基于 TCP 协议HTTP + SSL/TLS + TCP（在 HTTP 与 TCP 之间增加加密层）
证书要求无需证书需要 CA（证书颁发机构）颁发的数字证书，验证服务器身份
数据传输速度较快（无加密、解密过程）稍慢（需额外的 SSL/TLS 握手和加密解密步骤，消耗资源）
URL 标识以 http:// 开头以 https:// 开头
安全性低，数据易被中间人窃听、篡改高，数据传输过程加密，且通过证书验证服务器身份
适用场景非敏感数据传输（如静态网页、公开信息）敏感数据传输（如登录、支付、个人信息等）
SEO 影响搜索引擎可能降低排名搜索引擎（如 Google）优先收录，利于 SEO
握手过程简单的 TCP 三次握手后直接传输数据需先完成 SSL/TLS 握手（验证证书、协商加密算法等），再进行 HTTP 通信

补充说明：

  • HTTPS 的核心作用：通过 SSL/TLS 协议实现三大安全目标——机密性（数据加密）、完整性（数据校验，防止篡改）、身份认证（通过证书确认服务器身份，避免钓鱼）。
  • 成本差异：HTTPS 需要购买或申请 CA 证书（免费证书如 Let's Encrypt 也可使用），且服务器需消耗更多计算资源处理加密，而 HTTP 无额外成本。

HTTP 1.0, 1.1, 2.0, 3.0 有什么不同？分别有什么改进？

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相关信息

HTTP 协议从 1.0 到 3.0 的演进，核心目标是提升性能、减少延迟、优化资源利用率，以适应互联网从简单文本传输到复杂多媒体应用的发展需求。以下是各版本的关键差异和改进：

1. HTTP 1.0（1996 年）

核心特点：

  • 无状态协议：每次请求独立，服务器不保留客户端上下文信息。
  • 短连接：默认使用“非持久连接”，即每个 HTTP 请求都需要单独建立和关闭 TCP 连接（“一次请求一个连接”）。
  • 基本方法支持：仅支持 GET、POST、HEAD 方法。
  • 响应头限制：响应头中没有 Host 字段，无法识别同一 IP 下的多个域名（虚拟主机）。

缺点：

  • 性能低下：每次请求都要经历 TCP 三次握手和四次挥手，频繁建立连接导致延迟高（“队头阻塞”问题初现）。
  • 不支持断点续传：文件传输中断后需重新下载。

2. HTTP 1.1（1999 年）

核心改进：

  • 持久连接（长连接）：默认使用 Connection: keep-alive，允许同一 TCP 连接处理多个 HTTP 请求（无需重复建立连接），大幅减少连接开销。
  • 管道化（Pipelining）：支持在一个 TCP 连接中同时发送多个请求（无需等待前一个响应返回），理论上提升吞吐量。
  • Host 字段：新增 Host 头，允许同一服务器（IP）托管多个域名（虚拟主机），解决了 1.0 无法区分域名的问题。
  • 更多方法与功能：
    • 新增 PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT 方法，支持更丰富的交互。
    • 支持断点续传（Range 头）和分块传输（Transfer-Encoding: chunked）。
    • 缓存机制优化：新增 Cache-Control、ETag 等字段，更灵活地控制缓存策略。

仍存在的问题：

  • 队头阻塞（Head-of-Line Blocking）：管道化虽然允许并发请求，但服务器必须按请求顺序返回响应（FIFO），若前一个请求延迟，后续请求需排队等待，效率受限。
  • 连接数限制：浏览器为避免单个域名占用过多资源，通常限制同一域名的并发 TCP 连接数（如 6-8 个），超过则需排队。

3. HTTP 2.0（2015 年）

核心改进：

  • 二进制分帧：将 HTTP 消息（请求/响应）拆分为二进制帧（Frame），而非 1.x 的文本格式，解析效率更高，且为后续优化奠定基础。
  • 多路复用（Multiplexing）：
    • 同一 TCP 连接中可并行传输多个请求/响应，帧通过“流 ID”标识归属，无需按顺序处理，彻底解决 HTTP 1.x 的“队头阻塞”问题。
    • 单个连接可承载数百个并发请求，无需建立多个 TCP 连接。
  • 服务器推送（Server Push）：服务器可主动向客户端推送所需资源（如 HTML 引用的 CSS/JS），无需等待客户端请求，减少延迟（例如：客户端请求 index.html 时，服务器主动推送 style.css）。
  • 头部压缩（HPACK）：
    • 对重复的请求头（如 User-Agent、Cookie）进行压缩（通过静态字典、动态字典和哈夫曼编码），减少头部传输体积（HTTP 1.x 头部以明文传输，重复内容多）。
  • 优先级控制：客户端可给请求分配优先级（如 CSS 优先于图片），服务器根据优先级处理帧，优化资源加载顺序。

仍存在的问题：

  • 依赖 TCP 协议：虽然解决了 HTTP 层的队头阻塞，但 TCP 层仍可能因丢包导致“TCP 队头阻塞”（一个数据包丢失，整个 TCP 连接上的所有帧都需等待重传）。

4. HTTP 3.0（2022 年标准化）

核心改进：

  • 基于 QUIC 协议：放弃 TCP，改用 QUIC（Quick UDP Internet Connections） 作为传输层协议（基于 UDP 实现）。
  • 解决队头阻塞：
    • QUIC 为每个请求分配独立的“流”，流之间相互独立，一个流的丢包不会影响其他流（彻底解决 TCP 层的队头阻塞）。
  • 更快的连接建立：
    • QUIC 合并了 TCP 三次握手和 TLS 握手过程，首次连接只需 1-2 个 RTT（往返时间），复用连接时可实现 0-RTT 握手（直接复用之前的加密信息）。
  • 内置 TLS 1.3 加密：默认加密传输，安全性与 HTTPS 一致，且避免了 TCP 与 TLS 握手的叠加延迟。
  • 连接迁移：支持“连接迁移”，当客户端网络切换（如从 Wi-Fi 到 4G）时，QUIC 可通过“连接 ID”保持连接不中断（TCP 依赖 IP+端口，网络切换会导致连接失效）。

优势：

  • 相比 HTTP 2.0，在高丢包环境（如移动网络）下性能提升显著，尤其适合实时通信（如视频会议、在线游戏）。

重要

各版本核心差异对比

特性HTTP 1.0HTTP 1.1HTTP 2.0HTTP 3.0
传输层协议TCPTCPTCPQUIC（基于 UDP）
连接方式短连接（默认）长连接（默认）长连接 + 多路复用长连接 + 多路复用
队头阻塞严重（每连接一个请求）存在（管道化受顺序限制）HTTP 层解决（帧复用）彻底解决（流独立）
握手延迟TCP 三次握手TCP 三次握手TCP 三次握手 + TLS 握手1-2 RTT（首次）/ 0-RTT（复用）
头部压缩无无HPACK 算法QPACK 算法（基于 HPACK 优化）
服务器推送不支持不支持支持支持
加密无（需额外配置 HTTPS）无（需额外配置 HTTPS）依赖 TLS（需额外配置）内置 TLS 1.3（默认加密）
典型场景性能低（静态文本）中（普通网页）高（复杂页面）极高（高丢包/移动网络）

总结

  • HTTP 1.0：奠定基础，但性能极差，已基本淘汰。
  • HTTP 1.1：通过长连接和管道化提升性能，是过去 20 年的主流协议。
  • HTTP 2.0：通过二进制分帧和多路复用大幅优化性能，适合桌面端稳定网络。
  • HTTP 3.0：基于 QUIC 协议，解决 TCP 固有缺陷，在移动网络和高延迟场景下优势明显，是未来趋势（目前逐步普及中）。

TCP / UDP

✨TCP 和 UDP 有什么区别？

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相关信息

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是 TCP/IP 协议栈中两种核心的传输层协议，它们在设计目标、工作方式和适用场景上有显著区别。

重要

TCP 与 UDP 的核心区别（表格对比）

对比维度TCPUDP
连接方式面向连接：通信前必须通过“三次握手”建立连接，通信结束后通过“四次挥手”释放连接。无连接：通信前无需建立连接，直接发送数据，不保证对方是否接收。
可靠性可靠传输：通过序列号、确认应答、重传机制（超时重传、快速重传）、流量控制（滑动窗口）、拥塞控制等确保数据不丢失、不重复、按序到达。不可靠传输：不保证数据送达，无确认、重传机制，可能丢失、乱序。
数据传输方式以“字节流”形式传输，数据被拆分为多个报文段，接收端重组后还原为完整数据。以“数据报”为单位传输，每个数据报独立发送，大小限制为 64KB（包含首部）。
首部开销首部固定 20 字节，加上选项字段可扩展至 60 字节，开销较大。首部固定 8 字节，开销小（仅包含源端口、目的端口、长度、校验和）。
速度因需建立连接、确认和重传，传输效率较低，延迟较高。无需连接和确认，传输速度快，延迟低（实时性好）。
拥塞控制有拥塞控制机制（如慢启动、拥塞避免），可根据网络状况调整发送速率，避免网络拥堵。无拥塞控制，即使网络拥堵仍持续发送数据，可能加剧网络负担。
适用场景对可靠性要求高、允许延迟的场景：
- 网页浏览（HTTP/HTTPS）
- 文件传输（FTP）
- 邮件发送（SMTP）
- 数据库交互		对实时性要求高、可容忍少量丢包的场景：
- 视频/语音通话（如 Zoom）
- 直播、流媒体
- 游戏数据传输
- DNS 查询、DHCP 协议

提示

典型场景举例

  • TCP 的应用：当你用浏览器访问网页时，HTTP 基于 TCP 传输，确保网页内容完整加载，即使中间有数据包丢失，也会通过重传机制弥补。
  • UDP 的应用：直播时，若某一帧画面的数据包丢失，重传已无意义（画面已过时），UDP 的低延迟特性更适合保证流畅性。

总结

  • TCP 是“可靠但低效”的协议，适合对数据完整性要求高的场景；
  • UDP 是“高效但不可靠”的协议，适合对实时性要求高的场景。

基于 TCP 的协议有哪些？

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相关信息

协议名称中文全称英文全称端口号主要用途
HTTP超文本传输协议HyperText Transfer Protocol80用于传输超文本（如网页内容），是万维网的基础协议。
HTTPS超文本传输安全协议HyperText Transfer Protocol Secure443HTTP 的加密版本，通过 SSL/TLS 保障数据传输安全，用于敏感信息传输（如支付、登录）。
FTP文件传输协议File Transfer Protocol21（控制连接）、20（数据连接）用于文件的上传和下载，支持批量传输和断点续传。
SSH安全外壳协议Secure Shell22加密的远程登录协议，用于安全地远程控制服务器（替代不安全的 Telnet）。
Telnet远程登录协议Teletype Network23远程登录协议（未加密，安全性低，逐渐被 SSH 替代）。
SMTP简单邮件传输协议Simple Mail Transfer Protocol25用于发送电子邮件（接收邮件通常用 POP3 或 IMAP）。
POP3邮局协议第3版Post Office Protocol 3110用于从邮件服务器下载邮件到本地客户端（仅支持下载和删除操作）。
IMAP4互联网消息访问协议第4版Internet Message Access Protocol 4143用于邮件的远程管理（可在服务器上直接操作邮件，如分类、标记，支持多设备同步）。
DNS（部分场景）域名系统Domain Name System53（TCP 用于主从服务器同步）主要使用 UDP，但当 DNS 响应数据超过 512 字节时，会自动切换为 TCP 传输。

基于 UDP 的协议有哪些？

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相关信息

协议名称 (中文)协议名称 (英文全称)主要用途
DNS (域名系统)Domain Name System将域名解析为 IP 地址，用于互联网访问。
DHCP (动态主机配置协议)Dynamic Host Configuration Protocol自动分配 IP 地址和网络配置信息给设备。
TFTP (简单文件传输协议)Trivial File Transfer Protocol用于简单的文件传输，通常在无盘系统或网络设备启动时使用。
SNMP (简单网络管理协议)Simple Network Management Protocol用于网络设备的监控和管理。
RIP (路由信息协议)Routing Information Protocol用于小型网络中的路由选择。
NTP (网络时间协议)Network Time Protocol同步计算机系统时间。
QUIC (快速 UDP 互联网连接)Quick UDP Internet Connections一种新的传输层协议，旨在提供比 TCP 更低的延迟，被用于 HTTP/3。
BOOTP (引导协议)Bootstrap Protocol用于无盘工作站在启动时获取 IP 地址和引导文件。
VoIP (网络电话)Voice over Internet Protocol语音通话和视频会议等实时通信应用，如 Skype、Zoom 等。
游戏网络协议Various Game Protocols (e.g., Valve Anti-Cheat)许多在线游戏使用 UDP 以减少延迟，如《使命召唤》《守望先锋》等。
流媒体协议Real-time Transport Protocol (RTP)如 RTP (实时传输协议) 用于音频和视频流的传输。
SSDP (简单服务发现协议)Simple Service Discovery Protocol用于设备发现，如 UPnP (通用即插即用) 设备。
MDNS (多播 DNS)Multicast DNS在本地网络中解析域名，如 Apple 的 Bonjour。

IP 协议是如何工作的？

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相关信息

工作流程

IP协议的工作可概括为“封装→路由→解封装”三个步骤，以下以IPv4为例说明：

1. 数据封装：给数据“打包”

当应用程序（如浏览器、微信）发送数据时，数据会经过TCP/IP协议栈的层层处理，最终由IP协议封装为IP数据包：

  • 上层数据：来自TCP或UDP协议的“数据段”（包含应用层数据，如网页内容、消息）。
  • IP头部：添加20~60字节的控制信息，核心字段包括：
    • 版本：标识IP协议版本（如4表示IPv4）。
    • 源IP地址：发送设备的IP（如192.168.1.100）。
    • 目的IP地址：接收设备的IP（如114.114.114.114）。
    • TTL（生存时间）：限制数据包的传输跳数（每经过一个路由器减1，为0则丢弃，避免环路）。
    • 协议号：标识上层协议（如6表示TCP，17表示UDP）。
    • 校验和：用于检查IP头部是否损坏。

封装完成后，IP数据包会被交给数据链路层（如以太网），进一步封装为帧（Frame），通过物理介质（如网线、无线信号）传输。

2. 路由转发：选择传输路径

IP数据包的传输依赖路由器（Router）的转发能力，核心逻辑是“根据目的IP地址选择下一跳”：

  • 路由器的路由表：每个路由器都维护一张“路由表”，记录了“目的网络→下一跳路由器”的映射关系（类似“地图导航的路线规划”）。
    路由表的生成方式有两种：

    • 静态路由：由管理员手动配置（适用于简单网络）。
    • 动态路由：通过路由协议（如OSPF、RIP）自动学习和更新（适用于复杂网络，如互联网）。

  • 转发过程：

    1. 路由器收到IP数据包后，提取目的IP地址。
    2. 检查目的IP是否与自身直连网络匹配：
    • 若匹配，直接发送到目标设备。
    • 若不匹配，查询路由表，找到对应的“下一跳”路由器，将数据包转发给它。
    1. 每经过一个路由器，数据包的TTL值减1，若TTL变为0，路由器会丢弃数据包并返回“超时”消息（ICMP协议）。

  • 示例：假设用户（192.168.1.100）访问百度服务器（180.101.50.242），数据包可能经过家庭路由器→小区网关→运营商路由器→百度机房路由器等多跳转发，最终到达目标。

3. 数据解封装：拆包并交付数据

当IP数据包到达目的设备后：

  • 目的设备的网络层（IP协议）会检查IP头部：
    • 验证校验和，确保数据未损坏。
    • 确认目的IP地址是否为自身（若不是，可能丢弃或转发，取决于设备是否为路由器）。
  • 若校验通过且目的IP匹配，IP协议会移除IP头部，将内部的“数据段”交给上层协议（根据IP头部的“协议号”交给TCP或UDP）。
  • 最终，数据经TCP/UDP处理后，交付给应用程序（如浏览器显示网页）。

重要

分片与重组

不同网络的MTU（最大传输单元） 不同（如以太网的MTU通常为1500字节），若IP数据包大小超过MTU，会被分片：

  • 分片：路由器将大数据包拆分为多个小分片，每个分片包含：
    • 原IP头部的部分信息（如源IP、目的IP）。
    • 分片偏移量（标识分片在原数据包中的位置）。
    • 标志位（如“更多分片”标识是否还有后续分片）。
  • 重组：目的设备收到所有分片后，根据偏移量和标志位将其重组为完整的数据包。

✨DNS 的解析过程是什么样的？

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相关信息

DNS（Domain Name System）是互联网的核心基础设施之一，负责将人类可读的域名（如 www.example.com）转换为计算机可识别的 IP 地址（如 93.184.216.34）。其解析过程涉及多个步骤和角色，以下是详细说明：

基本概念

  1. DNS 层次结构：
  • 根域名服务器（Root DNS Server）：全球共13组（实际通过任播技术部署数百台），负责管理顶级域名服务器（如 .com、.org、.cn 等）的信息。
  • 顶级域名服务器（TLD DNS Server）：管理特定顶级域名下的权威域名服务器（如 .com 顶级域名服务器管理 example.com 的权威服务器）。
  • 权威域名服务器（Authoritative DNS Server）：存储特定域名的实际 IP 地址信息（如 www.example.com 的 IP）。
  1. 递归解析与迭代解析：
  • 递归解析：DNS 客户端向本地 DNS 服务器发起请求，本地服务器负责全程查询并返回最终结果（常见于客户端与本地 DNS 服务器之间）。
  • 迭代解析：DNS 服务器在查询过程中，依次向根服务器、TLD 服务器、权威服务器发起请求，逐步获取结果（常见于本地 DNS 服务器与其他层级服务器之间）。

重要

DNS 解析的完整流程

以用户访问 www.example.com 为例，解析步骤如下：

  1. 客户端发起请求：
  • 用户在浏览器输入域名，操作系统（如 Windows、Linux）的 DNS 解析器（Resolver）会首先检查本地缓存（如 hosts 文件、DNS 缓存）。
  • 关键点：若本地缓存命中（如近期访问过该域名），直接返回 IP 地址，跳过后续步骤。
  1. 本地 DNS 服务器处理请求：
  • 若本地缓存未命中，客户端将请求发送至配置的本地 DNS 服务器（通常由运营商或企业提供，如 8.8.8.8 或 114.114.114.114）。
  • 本地 DNS 服务器同样会检查自身缓存：
    • 若缓存命中，直接返回结果。
    • 若未命中，进入递归解析流程。
  1. 本地 DNS 服务器查询根域名服务器：
  • 本地 DNS 服务器向根域名服务器发送请求，询问 "www.example.com 的 IP 地址是什么？"。
  • 根域名服务器返回 .com 顶级域名服务器的地址（如 A 记录或 NS 记录）。
  1. 查询顶级域名服务器（TLD）：
  • 本地 DNS 服务器根据根服务器返回的信息，向 .com 顶级域名服务器发送请求。
  • TLD 服务器返回 example.com 的权威域名服务器地址（如 ns1.example.com）。
  1. 查询权威域名服务器：
  • 本地 DNS 服务器向权威域名服务器发送请求，询问 "www.example.com 的 IP 地址是什么？"。
  • 权威服务器返回该域名对应的 IP 地址（如 93.184.216.34）。
  1. 结果返回与缓存：
  • 本地 DNS 服务器将获取到的 IP 地址返回给客户端。
  • 客户端和本地 DNS 服务器均会缓存该结果（缓存时间由域名的 TTL 值控制，如 3600 秒），以便后续请求快速响应。

相关信息

DNS 解析的优化机制

  1. 缓存机制：
  • 浏览器缓存：现代浏览器会缓存近期访问的域名解析结果（如 Chrome 默认缓存 1 分钟）。
  • 操作系统缓存：操作系统维护 DNS 缓存（如 Windows 的 DNS Client 服务、Linux 的 nscd）。
  • 本地 DNS 服务器缓存：缓存大量域名解析结果，减少重复查询。
  1. 预解析技术：
  • 浏览器预解析：浏览器在访问页面时，会提前解析页面中引用的资源域名（如图片、脚本）。
    <link rel="dns-prefetch" href="https://cdn.example.com">
  • HTTP 预解析头：服务器可通过 HTTP 头提示客户端预解析域名。
    Link: <https://cdn.example.com>; rel=dns-prefetch
  1. DNS 预解析工具：
  • 客户端可主动触发 DNS 预解析，如使用 dig 命令：
    dig www.example.com
  • 网站性能优化工具（如 Google PageSpeed）会自动分析并优化 DNS 预解析策略。

IP / DNS

IP地址有哪些分类？

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相关信息

IP地址（IPv4）的分类是早期为了方便网络管理和地址分配而制定的规则，主要根据IP地址的第一个8位组（即前8位二进制数）来划分。传统上分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C为单播地址（用于标识单个网络接口），D类为多播地址，E类为保留地址。

一、IP地址分类详情

1. A类地址

  • 网络位与主机位划分：前8位为网络位，后24位为主机位。
  • 第一个8位组范围：0~127（二进制以0开头）。
    • 注：0.x.x.x和127.x.x.x为特殊地址（127.0.0.1是本地回环地址），实际可用的A类地址范围为1.0.0.0~126.255.255.255。
  • 网络数量：2^7 - 2 = 126个（减去两个特殊地址段）。
  • 每个网络可容纳的主机数：2^24 - 2 = 16,777,214台（减去网络地址和广播地址）。
  • 应用场景：用于大型网络（如早期的大型企业、国家级网络）。

2. B类地址

  • 网络位与主机位划分：前16位为网络位，后16位为主机位。
  • 第一个8位组范围：128~191（二进制以10开头）。
  • 网络数量：2^14 = 16,384个。
  • 每个网络可容纳的主机数：2^16 - 2 = 65,534台。
  • 应用场景：用于中型网络（如高校、大型企业）。

3. C类地址

  • 网络位与主机位划分：前24位为网络位，后8位为主机位。
  • 第一个8位组范围：192~223（二进制以110开头）。
  • 网络数量：2^21 = 2,097,152个。
  • 每个网络可容纳的主机数：2^8 - 2 = 254台。
  • 应用场景：用于小型网络（如家庭、中小企业）。

4. D类地址

  • 用途：多播（组播）地址，用于标识一组网络接口（如视频会议、实时数据传输）。
  • 第一个8位组范围：224~239（二进制以1110开头）。
  • 特点：没有网络位和主机位之分，不可用于单播通信。

5. E类地址

  • 用途：保留地址，用于科研和实验目的，不对外公开使用。
  • 第一个8位组范围：240~255（二进制以1111开头）。
  • 注：255.255.255.255为受限广播地址，属于E类地址的特殊情况。

重要

分类对比

类别二进制前缀第一个8位组范围网络位长度主机位长度可用网络数每个网络最大主机数主要用途
A类0xxxxxxx1~1268位24位12616,777,214大型网络
B类10xxxxxx128~19116位16位16,38465,534中型网络
C类110xxxxx192~22324位8位2,097,152254小型网络
D类1110xxxx224~239----多播通信
E类1111xxxx240~255----保留/实验

提示

补充说明

  1. 子网掩码的作用：上述分类是“有类地址”划分方式，实际中通过子网掩码（如255.255.255.0）可对网络进行更灵活的子网划分（无类地址，CIDR），打破传统分类的限制。
  2. IPv6的变化：IPv6地址长度为128位，采用无类地址分配方式，不再沿用A~E类的分类规则，以适应更大的地址空间需求。

理解IP地址分类有助于掌握早期网络设计的逻辑，而现代网络更多依赖CIDR（无类别域间路由）进行地址规划，但传统分类仍是网络基础知识的重要部分。

✨什么是子网？

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相关信息

子网（Subnet）是将一个大的IP网络（如A类、B类或C类网络）划分为多个较小的、逻辑上独立的网络单元。通过子网划分，可以提高IP地址的利用率，增强网络管理的灵活性，并改善网络性能和安全性。

基本概念

  1. 为什么需要子网？
  • IP地址效率：早期IPv4地址按固定类别（A/B/C类）分配，容易造成地址浪费。例如，一个C类网络（256个地址）可能对小型企业过大，但对大型企业又过小。
  • 网络管理：将大型网络划分为多个子网后，可以按部门、地理位置或功能划分流量，简化管理。
  • 安全隔离：不同子网之间可以通过防火墙控制访问，提高网络安全性。
  1. 核心原理
  • 子网掩码（Subnet Mask）：通过调整子网掩码，将IP地址的主机部分进一步划分为网络位和主机位。
  • 网络地址与广播地址：每个子网都有唯一的网络地址（主机位全0）和广播地址（主机位全1），可用IP地址位于两者之间。

提示

优势

  1. IP地址优化：避免地址浪费，充分利用有限的IPv4地址。
  2. 流量隔离：减少广播域大小，提高网络性能。
  3. 安全控制：通过防火墙限制子网间访问，增强安全性。
  4. 简化管理：按功能或地理位置划分网络，降低维护复杂度。

注

示例1：标准C类网络划分子网

假设原始网络为192.168.1.0/24（256个地址），现需划分为4个子网：

  1. 计算所需位数：4个子网需要借用2位主机位（2²=4）。
  2. 新的子网掩码：原掩码为/24（255.255.255.0），借用2位后变为/26（255.255.255.192）。
  3. 划分子网：
    子网1: 192.168.1.0/26
  网络地址: 192.168.1.0
  广播地址: 192.168.1.63
  可用地址: 192.168.1.1 - 192.168.1.62 (62个地址)

子网2: 192.168.1.64/26
  网络地址: 192.168.1.64
  广播地址: 192.168.1.127
  可用地址: 192.168.1.65 - 192.168.1.126 (62个地址)

子网3: 192.168.1.128/26
  网络地址: 192.168.1.128
  广播地址: 192.168.1.191
  可用地址: 192.168.1.129 - 192.168.1.190 (62个地址)

子网4: 192.168.1.192/26
  网络地址: 192.168.1.192
  广播地址: 192.168.1.255
  可用地址: 192.168.1.193 - 192.168.1.254 (62个地址)

示例2：可变长子网掩码（VLSM）

假设需要为不同规模的网络分配地址：

  • 部门A：50台设备 → 需要至少62个地址（2⁶-2=62） → 分配/26子网
  • 部门B：20台设备 → 需要至少30个地址（2⁵-2=30） → 分配/27子网
  • 部门C：10台设备 → 需要至少14个地址（2⁴-2=14） → 分配/28子网

地址分配：

192.168.1.0/24
├── 部门A: 192.168.1.0/26 (62个地址)
├── 部门B: 192.168.1.64/27 (30个地址)
└── 部门C: 192.168.1.96/28 (14个地址)

✨什么是子网掩码?

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相关信息

子网掩码（Subnet Mask）是一个32位的数字，用于区分IP地址中的网络部分和主机部分。在IPv4中，IP地址由网络ID和主机ID两部分组成，子网掩码通过将IP地址与自身进行按位与（AND）运算，来确定哪些位属于网络ID，哪些位属于主机ID。

结构与表示方法

子网掩码通常用点分十进制表示，如255.255.255.0，也可以用CIDR表示法（如/24）。在二进制中，子网掩码由连续的1和连续的0组成：

  • 1的部分：表示IP地址中的网络部分。
  • 0的部分：表示IP地址中的主机部分。

例如：

  • 标准C类子网掩码255.255.255.0的二进制为11111111.11111111.11111111.00000000，对应CIDR表示法为/24。
  • 自定义子网掩码255.255.255.192（即/26）的二进制为11111111.11111111.11111111.11000000。

子网掩码的作用

  1. 划分子网：通过调整子网掩码，可以将一个大网络划分为多个较小的子网，提高IP地址利用率和网络管理效率。
  2. 确定网络边界：帮助设备判断目标IP地址是在本地子网内（直接通信）还是需要通过路由器转发（跨子网通信）。
  3. 计算网络地址和广播地址：
  • 网络地址：IP地址与子网掩码进行按位与运算的结果。
  • 广播地址：网络地址的主机位全部置为1。

重要

如何使用子网掩码

1. 计算网络地址

将IP地址和子网掩码转换为二进制后进行按位与运算。

示例：
IP地址：192.168.1.100（二进制：11000000.10101000.00000001.01100100）
子网掩码：255.255.255.0（二进制：11111111.11111111.11111111.00000000）

按位与运算：

IP:   11000000.10101000.00000001.01100100
掩码: 11111111.11111111.11111111.00000000
--------------------------------------------
结果: 11000000.10101000.00000001.00000000 → 192.168.1.0

网络地址：192.168.1.0

2. 计算可用主机范围

网络地址的主机位全为0，广播地址的主机位全为1，可用主机地址位于两者之间。

示例：
网络地址：192.168.1.0/24
广播地址：192.168.1.255（二进制：11000000.10101000.00000001.11111111）
可用主机范围：192.168.1.1 至 192.168.1.254（共254个地址）

3. 划分子网

通过增加子网掩码中的1位数（减小CIDR值），将一个网络划分为多个子网。

示例：
将192.168.1.0/24划分为4个子网：

  1. 借用2位主机位（2²=4个子网），新的子网掩码为/26（255.255.255.192）。
  2. 4个子网分别为：
  • 192.168.1.0/26（可用地址：192.168.1.1-62）
  • 192.168.1.64/26（可用地址：192.168.1.65-126）
  • 192.168.1.128/26（可用地址：192.168.1.129-190）
  • 192.168.1.192/26（可用地址：192.168.1.193-254）

4. 配置设备

在路由器、交换机或计算机中设置IP地址时，需同时指定子网掩码。例如：

  • IP地址：192.168.1.100
  • 子网掩码：255.255.255.0（或/24）
  • 默认网关：192.168.1.1（通常是路由器接口IP）

常见子网掩码与CIDR对照表

子网掩码CIDR网络位主机位可用主机数
255.0.0.0/882416,777,214
255.255.0.0/16161665,534
255.255.255.0/24248254
255.255.255.128/25257126
255.255.255.192/2626662
255.255.255.224/2727530

通过合理使用子网掩码，可以高效规划网络结构，优化IP地址分配，并提升网络性能和安全性。

其他

✨NAT（网络地址转换）的用途是什么？

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Ping 命令什么时候用到？原理是什么？

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相关信息

工作原理

Ping 基于 ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制消息协议） 实现，核心流程如下：

  1. 发送请求：本地设备向目标主机发送 ICMP 回显请求报文（Echo Request），报文中包含一个随机的“标识符”和“序列号”，以及可选的数据包（默认32字节）。
  2. 接收响应：若目标主机在线且允许 ICMP 通信，会返回 ICMP 回显应答报文（Echo Reply），包含与请求报文相同的标识符、序列号和数据包。
  3. 计算结果：本地设备根据请求与响应的时间差计算“往返时间（RTT）”，并统计成功接收的响应数，最终输出丢包率（如“丢失 = 0（0% 丢失）”）。

如果目标主机不响应（如防火墙禁用 ICMP、网络中断），本地会显示“请求超时”。

提示

应用场景

Ping 命令是网络诊断中最基础且常用的工具，主要用于以下场景：

  1. 检测网络连通性：判断本地设备与目标主机（如服务器、路由器、另一台电脑）是否能正常通信。例如，访问网站失败时，可通过 ping www.baidu.com 排查是否是网络连接问题。
  2. 排查网络延迟：通过返回的“往返时间（RTT）”判断数据在本地与目标主机之间的传输速度，延迟过高可能意味着网络拥堵或路由问题。
  3. 验证域名解析：若 ping 域名 成功但 ping IP 失败，可能是 DNS 解析故障；反之则可能是 IP 层或链路层问题。
  4. 判断目标主机是否在线：若持续超时（Request timed out），可能目标主机离线、防火墙拦截或网络中断。

补充说明

  • Ping 命令的结果受多种因素影响，例如：防火墙可能拦截 ICMP 报文导致“超时”，但目标主机实际在线；跨运营商网络可能导致延迟波动。
  • 不同系统的 Ping 命令参数略有差异（如 Windows 默认发送4个包，Linux 需手动指定次数），但核心原理一致。

URI 和 URL 有什么区别?

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相关信息

URI 和 URL 的定义与关系

  • URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符）：是用于唯一标识互联网上资源的字符串，其核心作用是“标识”资源（无论该资源是否可通过网络访问）。
  • URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符）：是 URI 的一种子集，不仅标识资源，还指定了访问该资源的方式（如协议、主机、路径等）。

重要

简单来说：所有 URL 都是 URI，但并非所有 URI 都是 URL。URI 包含 URL 和 URN（Uniform Resource Name，统一资源名称，仅标识资源名称，不包含访问方式，如 urn:isbn:9780141036144 是一本书的 ISBN 编号，属于 URI 但不是 URL）。

URI 与 URL 的核心区别

对比维度URI（统一资源标识符）URL（统一资源定位符）
核心功能唯一标识资源（“是什么”）唯一标识资源 + 指明访问资源的路径和方式（“在哪里、如何访问”）
包含范围范围更广，包含 URL 和 URN 等是 URI 的子集，仅包含“可定位”的资源标识
组成要素无强制格式，只要能唯一标识资源即可（如 URN 仅需名称）有固定格式，必须包含：
- 协议（如 http://、ftp://）
- 主机（如 www.example.com）
- 路径（如 /page.html）等
示例- urn:isbn:9780141036144（书籍 ISBN，URN 类型）
- https://www.example.com/user（同时是 URL）		- https://www.example.com/index.html（HTTP 协议访问网页）
- ftp://ftp.example.com/file.zip（FTP 协议访问文件）
侧重点资源的“唯一性标识”，不关心如何访问资源的“访问方式”，强调定位和获取资源的方法

总结

  • 如果只需要唯一标识某个资源（无论是否能通过网络访问），用 URI。
  • 如果需要明确如何访问某个网络资源（包含协议、地址等信息），用 URL。
  • 在实际开发中，我们常说的“网址”（如 https://www.baidu.com）本质上是 URL，同时也是 URI 的一种。

LAN 和 WAN 有什么区别？

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相关信息

LAN（局域网）和WAN（广域网）是计算机网络的两种基本类型，它们在覆盖范围、结构、技术和用途上存在显著差异。

1. 覆盖范围

LANWAN
覆盖较小的地理区域，如家庭、办公室、学校。覆盖较大的地理区域，如城市、国家甚至全球。
通常在单个建筑物或相邻建筑群内。可能跨越城市、国家或洲际距离。

重要

对比总结表

特性LANWAN
覆盖范围小（建筑物内）大（城市、国家、全球）
传输介质以太网、Wi-Fi光纤、卫星、租用线路
传输速率高（100 Mbps ~ 10 Gbps）可变（几Mbps ~ 100 Gbps）
延迟低（<1ms）高（10ms ~ 100ms+）
IP地址类型私有IP公网IP
管理方式本地管理ISP或运营商管理
典型应用文件共享、打印互联网访问、远程办公
安全性内部防护为主需多层安全措施（VPN、加密）
成本较低较高

常见误解澄清

  • LAN ≠ 有线网络：LAN可以是有线或无线的，取决于连接技术。
  • WAN ≠ 互联网：WAN是连接远距离网络的技术，互联网是最大的公共WAN。
  • 家庭网络属于LAN：即使通过Wi-Fi连接，只要设备在同一本地网络内，仍属于LAN。

解释下路由器，交换机和集线器的作用？

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相关信息

集线器（Hub）

工作原理

  • 物理层设备：工作在OSI模型的第一层（物理层），仅负责信号的放大和转发。
  • 共享带宽：所有连接到集线器的设备共享同一带宽（如100Mbps），冲突域为整个集线器。
  • 广播转发：接收到数据帧后，会向所有端口（除源端口外）广播，无论目标设备是否在同一端口。

作用

  • 简单连接：用于早期局域网中多台设备的简单互联（如办公室多台电脑共享打印机）。
  • 信号中继：延长网络传输距离（通过放大电信号）。

缺点

  • 效率低：同一时间只能有一个设备发送数据，易产生冲突（Collision）。
  • 安全性差：所有设备能接收到同一广播域内的数据包，存在信息泄露风险。
  • 已逐步淘汰：被交换机完全替代，仅在极低成本场景中偶尔使用。

相关信息

交换机（Switch）

工作原理

  • 数据链路层设备：工作在OSI模型的第二层（数据链路层），基于MAC地址转发数据帧。
  • 独享带宽：每个端口提供独立带宽（如每个端口100Mbps），冲突域被隔离到每个端口。
  • MAC地址学习：通过分析数据帧的源MAC地址，建立MAC地址表，并根据目标MAC地址转发数据。

作用

  • 智能转发：仅向目标设备所在端口转发数据，提高网络效率。
  • 隔离冲突域：不同端口的设备间通信互不干扰，提升吞吐量。
  • 支持多对多通信：允许同时多个设备间建立独立连接（如全双工通信）。

分类

  • 二层交换机：基于MAC地址转发，常见于企业局域网。
  • 三层交换机：具备部分路由器功能（如支持VLAN间路由），用于园区网骨干。

应用场景

  • 局域网核心：连接服务器、PC、打印机等设备，构建企业内网。
  • VLAN划分：通过虚拟局域网隔离广播域，提高安全性和管理效率。

相关信息

路由器（Router）

工作原理

  • 网络层设备：工作在OSI模型的第三层（网络层），基于IP地址转发数据包。
  • 连接不同网络：连接多个不同网段（如LAN与WAN），实现跨网络通信。
  • 路由选择：通过路由协议（如OSPF、BGP）计算最佳路径，并转发数据包到目标网络。

作用

  • 跨网段通信：连接不同IP网段（如192.168.1.0/24与10.0.0.0/8）。
  • NAT转换：将私有IP转换为公网IP，实现多设备共享一个公网IP访问互联网。
  • 流量控制与安全：通过访问控制列表（ACL）、防火墙过滤数据包，保护内部网络。
  • 广域网连接：连接ISP网络，实现企业或家庭网络与互联网的互通。

应用场景

  • 家庭网络：连接家庭设备与互联网（如光猫后的无线路由器）。
  • 企业网络边界：作为企业内网与外网的边界设备，提供安全防护和流量管理。
  • 数据中心互联：在大型网络中连接不同区域的数据中心。

重要

三者对比表

特性集线器（Hub）交换机（Switch）路由器（Router）
工作层次物理层（第一层）数据链路层（第二层）网络层（第三层）
转发依据物理端口MAC地址IP地址
带宽特性共享带宽（冲突域大）独享带宽（冲突域隔离）跨网络转发
广播域整个设备可通过VLAN划分每个接口为独立广播域
主要功能信号放大与转发基于MAC地址转发、VLAN跨网段路由、NAT、防火墙
典型应用早期局域网（已淘汰）企业/家庭局域网核心连接不同网络（LAN→WAN）
安全性无安全机制基于MAC的访问控制防火墙、ACL、VPN
最近更新
贡献者: Ryan Su