lesson37-39计算机网络核心概念精讲：从路由器到UDP的实战与备考指南

Lesson 37 路由器与路由选择★★★★★⭐⭐⭐⭐⭐第四章压轴考试重要程度第一部分为什么需要路由器先看一个例子。假设你的电脑192.168.1.10要访问8.8.8.8它们是不是不在一个网络当然。那么电脑怎么知道下一步往哪里发送答案交给路由器Router路由器的作用★★★★★一句话连接不同网络并根据 IP 地址选择数据转发路径。★★★★★关键词第二部分交换机 VS 路由器★★★★★这是考试最喜欢出的比较题。交换机路由器数据链路层网络层看 MAC 地址看 IP 地址转发帧转发 IP 数据报连接同一局域网连接不同网络口诀交换机认 MAC路由器认 IP。第三部分什么是路由路由两个字其实很好理解。举个例子。你从北京去广州可以坐高铁坐飞机自驾到底走哪条路这就是路由选择Routing。互联网也是一样。例如电脑 ↓ 路由器A ↓ 路由器B ↓ 路由器C ↓ 服务器每经过一个路由器。都会重新决定下一跳Next Hop是谁。★★★★★第四部分什么是路由表★★★★★每台路由器里面都有一张路由表Routing Table可以理解成导航地图。例如目标网络下一跳192.168.1.0/24直连192.168.2.0/24R210.0.0.0/8R3其他网络默认路由收到数据后第一步查路由表。第二步决定发给谁。第五部分默认路由★★★★★假设路由表里没有目标网络。怎么办例如你第一次去一个陌生城市。不知道怎么走。一般会先去汽车站、火车站、机场。网络也是一样。如果不知道怎么走。就走默认路由Default Route通常写成0.0.0.0/0★★★★★考试非常喜欢问默认路由的作用是什么答案当路由表没有匹配项时按照默认路由转发。第六部分静态路由 VS 动态路由★★★★★这是考试高频。静态路由管理员手动配置。例如告诉路由器到10.0.0.0 走R2特点简单开销小网络变化时需要人工修改动态路由路由器自动学习。例如如果某条线路断了。它自动寻找另一条路。常见动态路由协议了解即可RIPOSPF考试一般只要求知道动态路由可以自动更新路由表。比较表★★★★★静态路由动态路由人工配置自动学习简单灵活不自动更新自动更新口诀静态靠人动态靠协议。第七部分数据包完整转发过程★★★★★终于可以把第四章全部串起来了。假设A192.168.1.10访问8.8.8.8全过程① 应用层产生数据 ↓ ② TCP 封装 ↓ ③ IP 加入源IP、目的IP ↓ ④ 判断目标是否同一子网如果是同一子网↓ARP获取目标 MAC。↓交换机直接发送。如果不同子网↓ARP获取默认网关路由器的 MAC。↓发送给路由器。↓路由器查路由表。↓转发给下一跳。↓经过多个路由器。↓到达目标网络。↓ARP解析目标 MAC。↓目标主机收到。⭐⭐⭐⭐⭐这就是网络层完整工作流程。第八部分默认网关★★★★★很多教材都会考。什么叫默认网关其实就是本网络出口的路由器。例如电脑IP 192.168.1.100网关192.168.1.1以后凡是去外网。全部先发给192.168.1.1★★★★★一句口诀出家门先找网关。第九部分第四章终极思维导图★★★★★网络层 │ ┌──────────┼──────────┐ │ │ │ IP协议 IPv4 ICMP │ │ │ 无连接 IP地址 Ping 尽力交付 子网划分 TTL │ ▼ ARP协议 IP → MAC │ ▼ 路由器 │ 查路由表 │ 默认路由0.0.0.0/0 │ ▼ 静态 / 动态路由Lesson 38 传输层的作用★★★★★考试重要程度⭐⭐⭐⭐⭐这是第五章的基础课。如果这一课没理解后面的 TCP 就会很难。第一部分为什么需要传输层我们先回顾已经学过的内容。前四章应用层 ↓ 传输层今天学习 ↓ 网络层IP ↓ 数据链路层MAC ↓ 物理层现在有一个问题假设你的电脑正在同时运行这时别人发来一个数据包。IP 能做到什么答案IP 只能把数据送到你的电脑。但是电脑里有很多程序。到底应该交给谁浏览器微信QQ音乐IP 不知道。所以需要传输层。第二部分传输层的作用★★★★★一句话传输层负责端到端End-to-End的通信为应用程序提供通信服务。★★★★★关键词端到端通信应用程序什么叫端到端很多同学第一次看到这个词。其实非常简单。例如微信发消息。真正通信的是你的微信 ↓ 对方微信不是电脑和电脑。而是程序和程序。所以叫端到端通信。★★★★★第三部分端口Port★★★★★这是第五章第一个重点。假设你的电脑有三个程序。浏览器 微信 QQ音乐每个程序都需要一个编号。这个编号叫端口号Port。★★★★★可以理解成一个酒店。酒店电脑 ↓ 101 房浏览器 102 房微信 103 房QQ音乐快递到了酒店。还要知道送到哪间房。端口号就是房间号。第四部分IP 和端口的区别★★★★★这是考试非常喜欢考的比较题。IP 地址端口号找电脑找程序网络层传输层唯一标识主机唯一标识应用程序口诀IP 找主机端口找程序。★★★★★例如192.168.1.100表示哪台电脑。而80表示Web 服务。第五部分端口号范围★★★★★考试经常问。端口号长度16 位。所以范围0 ~ 65535★★★★★教材一般分三类范围类型01023知名端口Well-known Ports102449151注册端口4915265535动态/临时端口考试最常考0~1023 是知名端口。第六部分几个必须会背的端口★★★★★这是期末最爱出的选择题。协议默认端口HTTP80HTTPS443FTP21SSH22DNS53★★★★★记忆方法HTTP80最常见HTTPS443安全网页DNS53域名解析FTP21文件传输SSH22远程登录第七部分传输层有哪些协议其实只有两个。传输层 ↓ TCP UDP★★★★★后面几节课全部围绕这两个。第八部分TCP 和 UDP 初步认识★★★★★先不用记细节。先知道TCP像打电话。特点建立连接不容易丢比较慢UDP像寄普通明信片。特点不建立连接快可能丢后面我们会专门学习。第九部分完整的数据传输流程现在整个网络已经串起来了。例如你访问网页。浏览器 ↓ 端口80或443 ↓ TCP ↓ IP ↓ MAC ↓ 网线 ↓ 服务器 ↓ 服务器80端口 ↓ Web程序是不是已经能看懂每一层负责什么第十部分本课总结★★★★★传输层 │ ├── 端到端通信 ├── 端口号 │ ├──0~65535 │ └──16位 ├── IP 找主机 ├── Port 找程序 ├── TCP └── UDPLesson 39 UDP 协议★★★★★UDPUser Datagram Protocol用户数据报协议考试重要程度⭐⭐⭐⭐⭐第一部分为什么需要 UDP上一课我们知道传输层有两个协议传输层 │ ├── TCP └── UDP很多同学会问已经有 TCP 了为什么还要 UDP答案很简单因为有些应用更需要快而不是绝对可靠。举个生活例子假设你正在看世界杯直播。如果一个画面丢了。你希望等待 5 秒补回来还是直接播放下一帧答案当然是直接播放。直播最重要的是流畅。而不是100% 不丢。所以直播、语音、在线视频很多都会使用 UDP。第二部分什么是 UDP★★★★★教材定义UDP 是一种无连接、不可靠的传输层协议。这一句话必须背。里面有两个关键词⭐⭐⭐⭐⭐无连接不可靠第三部分UDP 的特点★★★★★考试最喜欢考。① 无连接★★★★★什么意思UDP发送数据之前不用建立连接。例如发短信。直接发。不用先打电话。所以UDP发送速度快。② 不可靠★★★★★UDP发送出去以后就结束了。不会检查有没有收到。例如寄一张明信片。寄出去就不知道到了没有。所以UDP可能丢包重复乱序★★★★★③ 首部简单★★★★★UDP首部只有8 字节。TCP首部至少20 字节。所以UDP处理速度快。占用资源少。④ 面向数据报★★★★★什么意思假设应用层发送100 字节。UDP就发送100 字节。不会拆分、合并。一句口诀来多少发多少。第四部分UDP 工作过程例如微信语音。语音数据 ↓ UDP ↓ IP ↓ 网络 ↓ 对方如果中间丢了一点。怎么办UDP不会重发。继续发送下一段。所以你听语音偶尔“卡一下”。但是不会停在那里一直等。第五部分哪些应用使用 UDP★★★★★考试经常问。① DNS★★★★★为什么因为DNS数据很小。如果查询失败。重新查一次。很快。所以DNS通常使用 UDP。② 视频直播例如B站直播抖音直播要求实时。允许少量丢包。③ 网络电话例如微信语音QQ语音宁愿偶尔断一句。也不要一直等待。④ 网络游戏例如王者荣耀。人物位置实时更新。如果一个位置丢了。下一秒新的位置马上来了。没必要重发。第六部分UDP 首部了解教材一般简单了解。只有四个字段源端口 目的端口 长度 校验和不用死记顺序。知道UDP 首部很简单即可。第七部分UDP 优点与缺点★★★★★优点✅ 快✅ 开销小✅ 实时性好缺点❌ 不可靠❌ 不保证顺序❌ 不重传❌ 不流量控制❌ 不拥塞控制★★★★★第八部分TCP VS UDP第一次比较★★★★★这是考试必考。TCPUDP面向连接无连接可靠不可靠速度较慢速度快首部至少20字节首部8字节有重传无重传★★★★★口诀TCP 求稳UDP 求快。第九部分本课总结★★★★★UDP │ ├── 传输层协议 ├── 无连接 ├── 不可靠 ├── 首部8字节 ├── 面向数据报 ├── 速度快 └── DNS、直播、语音、游戏第十部分和之前知识串起来例如你玩一局《王者荣耀》。整个过程游戏程序 ↓ UDP ↓ IP ↓ ARP ↓ MAC ↓ 交换机 ↓ 路由器 ↓ 互联网 ↓ 服务器如果某个数据包丢失。UDP怎么办答案什么也不做继续发送后续数据。这就是它快的原因。