TCP/IP及网络知识

计算机网络协议层从底层到顶层的模型图：
左边的是OSI参考模型，右边是TCP/IP 的分层
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应用层：为应用程序提供服务，并规定应用程序中通信相关的细节。如HTTP、FTP、DNS解析
表示层：将应用传递的信息转换为网络传输的格式
会话层：负责建立和断开通信连接
传输层：只在通信双方的节点上处理，检查通信信息的可靠性
网络层：地址管理和路由选择
数据链路层：负责物理层面上互联的、节点间的通信传输，在这一层，数据的单位称为帧。
物理层：负责比特流（0/1序列）与电压高低的转换

TCP/IP 的通信任务组织成 5个相对独立的层次：应用层、传输层、互联网层（对应OSI的网络层）、网络接口层和物理层，其中网络接口层和物理层常称为物理网层。
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传输方式的分类

面向有连接型
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发送数据之前，需要在收发主机之间建立一条通信线路，在通信传输前后，专门进行建立和断开连接的处理，如果与对端之间无法通信，可避免发送无谓的数据

面向无连接型
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这种类型不要求建立和断开连接，发送端可任何时候发送数据，接收端也不知道自己何时从哪里接受数据，这种情况下，接收端需要时常确认是否收到数据，彼此也不需要确认对方是否存在

软件通信方式

电路交换

电路交换中，交换机主要负责数据的中转处理；计算机与交换机相连接，交换机之间由众多通信线路连接，计算机发送数据时，需要先连接电路，建立连接，即可进行通信，直到连接被断开

分组交换

分组交换中，由分组交互机（路由器）连接通信线路；在每个分组首部写入发送端与接收端地址（即同一条线路同时为多个用户服务），也可以确认区分每个分组的数据目的地，以及它与哪台计算机通信
分组交换的大致处理过程：发送端将数据分组分给路由器，路由器收到后缓存到自己的缓冲区，然后再转发给目标计算机；因此，分组交换也称为：蓄积交换

路由器收到收据会按照顺序进行缓存至相应队列，然后以先进先出顺序将其逐一发送（有时会优先发送目标地址较特殊的数据）

分组交换的缺陷：分组交换中，通信线路共享，因此，通信传输速度可能有差异，根据网络拥堵情况，数据到达目标地址时间长短不同；另外，路由器缓存饱和或溢出时，可能发生数据丢失，无法发送到接收端的情况
电路交换和分组交换的特点：
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地址

通信传输中，发送端和接收端可以被视为通信主体，它们由“地址”加以标识，在计算机通信中，每一层协议的地址都不同

地址的唯一性

通信地址必须明确的表示一个主体对象，以便确认通信主体，同一个网络中不允许有2个相同的通信主体存在，这就是地址的唯一性

地址的层次性

地址总数不多的情况下，有了唯一地址就可以定位相互通信的主体；如果地址总数较多，就需要让地址具有层次性，比如MAC和IP在标识通信主体时都具有唯一性，但只有IP具有层次性
MAC地址由制造商制造的网卡，通过识别制造商号，制造商内部产品编号以及产品通用编号来确保MAC地址的唯一性。寻址参考的表叫做地址转发表，所记录的实际上是MAC地址本身。
IP地址由网络号和主机号组成，若网络号相同，说明处于一个网段中。寻址参考的表叫做路由控制表，其中所记录的IP地址是集中了之后的网络号（网络号与子网掩码）

网络的构成要素

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搭建网络的主要设备及其作用

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通信媒介与数据链路

计算机之间通过电缆相互连接，电缆可以分为很多种，根据数据链路不同，选用的电缆类型也不同，而媒介本身也可被划分为电波、微波等不同类型
各种数据链路一览：
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传输速率：数据传输过程中，两个设备之间数据流动的物理速度称为传输速率，单位为bps（Bits Per Second，每秒比特数），即单位时间内传输的数据量多少
传输速率又称为带宽，带宽越大网络传输能力就越强
吞吐量：主机之间实际的传输速率称为吞吐量，单位为bps
吞吐量不仅衡量带宽，同时还有主机的CPU处理能力、网络拥堵程度、报文中数据字段的占有份额（不含报文首部，只计算数据字段本身）等信息

网卡

任何计算机连接网络时，必须使用网卡（全称网络接口卡，也称为网络适配器、网卡、LAN卡）
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中继器

OSI模型中第一层——物理层面上延长网络的设备；由电缆传过来的波信号或光信号，经由中继器波形调整和放大再传给两一个电缆
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一般情况下，中继器两端连接的是相同的通信媒介（有些中继器也可完成不同通信媒介之间的转接工作）
有些中继器可提供多个端口服务，被称为中继集线器（Hub）或者集线器，每个端口都可称为一个中继器