网络传输的大致过程

互联网世界，人们可以通过网络传输解除地域限制，实现消息的通信。那么网络传输的整体流程到底是怎么实现的呢？

比如小王在他的电脑浏览器上输入了一个网址，经过网络传输，目标服务器收到了来自小王的请求，并响应了内容给小王。整个过程就涉及了两次网络传输，一次请求，一次响应。

 

请求的网络传输：

小王在浏览器中输入网址（URL），并点击回车或点击搜索按钮。
浏览器解析URL，识别出协议（如HTTP或HTTPS）、域名（可能包括子域）、端口（如果未指定，则使用默认端口，如HTTP的80端口或HTTPS的4043端口）、以及可能的路径和查询字符串。
浏览器通过DNS（域名系统）将域名解析为服务器的IP地址。
浏览器与服务器建立TCP/IP连接（对于HTTPS，则是在此基础上建立SSL/TLS加密连接）。
浏览器向服务器发送HTTP（或HTTPS）请求，请求中包含请求的方法（如GET、POST）、请求的资源路径、HTTP版本、请求头（包含如User-Agent、Accept等信息），以及可能的请求体（对于GET请求，通常没有请求体）。

服务器处理：

服务器接收到来自小王的请求后，根据其请求的资源和方法进行相应的处理。
服务器可能访问数据库、执行程序或调用其他服务来获取或生成请求的资源。
服务器构建响应，包括HTTP状态码（如200 OK表示成功）、响应头（如Content-Type指示内容类型）、以及响应体（包含实际的数据，如HTML、JSON、图片等）。

响应的网络传输：

服务器将构建好的HTTP响应发送给浏览器。
浏览器接收到响应后，根据响应的状态码和内容类型进行相应的处理。
如果状态码表示成功，浏览器将解析响应体中的内容，并展示给用户。例如，如果响应体是HTML文档，浏览器会渲染这个HTML文档，并展示给用户看。

 

那么计算机是如何识别网络传输指令，并发起网络传输的呢？

 

1. 数据封装
程序与指令的转换：首先，程序被编译或解释成计算机可以直接执行的二进制代码。这些二进制代码包含了程序执行所需的所有指令和数据。
网络层封装：当需要通过网络传输数据时，数据会被封装成网络数据包（如IP数据包）。这个过程包括添加源IP地址、目标IP地址、端口号等网络层信息，以便数据包能在网络中正确路由和传输。

2. CPU处理
指令执行：CPU从内存中取出指令，放入指令寄存器，并对指令进行译码和执行。在涉及网络传输的指令中，CPU会识别出需要进行网络操作的数据包。
控制信号生成：CPU通过控制单元发出控制信号，这些信号用于控制计算机内部各部件（如内存、I/O设备等）的协同工作。在网络传输的上下文中，CPU会生成相应的控制信号，以启动网络接口卡（NIC）等硬件设备进行数据包的发送。

 

从应用程序，到执行程序指令的CPU，内存数据被转换成二进制数据包，然后通过网卡（NIC）将二进制数据包转换成电信号，至此数据在网线中以电信号传播。

电信号通常无法实现长距离的传播，因此网线的另一端路由器（网络边界）会接入光纤。经过光电转换，电信号转换成光信号，在光纤中传播！而光纤的另一端则依次是路由器、网线、网卡、服务器。

由此可见，网络传输的大部分路径是在光纤中，网络传输的大部分时间也都是依赖于物理介质——光/波来完成的。

 

1. 数据生成与初步传输
应用程序到内存：应用程序生成数据，并通过操作系统和网络协议栈，将数据封装成二进制数据包。CPU将这些数据包存储在内存中。
内存到网卡（NIC）：网卡（NIC）从内存中读取这些数据包，并将其转换为电信号，准备通过网线传输。

2. 局域网传输（网线与电信号）
网线传输：在局域网（LAN）中，电信号通过网线传播。这段传输路径通常较短，例如从计算机到路由器，距离通常在几米到几十米之间。
路由器处理：路由器作为局域网与外部网络（通常是广域网，WAN）的连接点，它会接收电信号，并处理这些信号以决定下一步的传输路径。

3. 长距离传输（光纤与光信号）
光电转换：路由器通过光电转换模块，将电信号转换为光信号。光信号能够在光纤中进行长距离、高速的传播。
光纤传输：光纤是长距离网络传输的主要物理介质。在光纤中，光信号通过光的全内反射特性传播，覆盖的距离可以从几公里到几千公里不等。
传输路径与时间：由于光纤传播速度接近光速，且损耗较低，网络传输的大部分路径是在光纤中完成的，光纤也是数据传输大部分时间所依赖的物理介质。

4. 目的地处理
光电转换与路由器：光纤另一端的路由器接收到光信号后，再次通过光电转换模块将光信号转换为电信号。
电信号到服务器：转换后的电信号通过网线传输到目的服务器的网卡（NIC）。服务器的网卡将电信号转换回二进制数据包，并传递给服务器的操作系统和应用程序。