计算机网络基础知识点
- 总体架构
- 概述
- 计算机网络体系模型（OSI TCP/IP 理论学习模型）
- 物理层
- 数据链路层
- 网络层
- 运输层
- 应用层
总体架构
针对快速学习计算机网络知识点的梳理与总结。
概述
计算机网络的概念性文字就不再过的概述。
我认为的计算机网络，就是实现从一台电脑到另一台电脑的信息传输的整个过程，以及所涵盖的各种协议，更注重于理论知识。
计算机网络体系模型（OSI TCP/IP 理论学习模型）
OSI模型（自下而上）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。
TCP/IP模型（自下而上）：网络接口层、网际层、运输层、应用层。
理论学习模型（自下而上）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。
其中物理层含义为：网线、网线接口等物理设备，主要解决使用何种信号来传输比特的问题。
数据链路层主要工作为“帧”，对将要传递的数据包进行封装、变成“数据帧”，解决分组在一个网络（或一段链路）上的传输问题。
网络层主要为IP协议，解决分组在多个网络上传输的问题。
传输层主要解决进程之间基于网络通信的问题。
应用层主要解决通过应用进程的交换来实现特定网络应用的问题。
物理层
传输方式
串行传输和并行传输：前者适合远距离传输，后者时候内部传输。
同步传输和异步传输：异步传输需要有起始位和结束位。
单工、半双工以及全双工传输：单工属于单向通信，例如广播；半双工属于交替通信，例如对讲机；全双工传输，例如电话，后续重点运输层“TCP”等。
数据链路层
数据链路层的三点重点
封装成帧添加帧头和帧尾，并且要做到透明传输。
差错检测"FCS"通常采用“循环冗余校验CRC”。
可靠传输“停止-等待协议”、“回退N帧协议”、“选择重传协议”。
点对点PPP协议针对数据链路层各种协议提供了一个标准。
随机接入—CSMA/CD：有线网络中解决冲突。
随机接入—CSMA/CA：无线网络中解决冲突。
MAC地址：物理网卡中的唯一标识。
IP地址：网络的唯一标识。
ARP协议：可通过IP内容解析出MAC地址。
集线器和交换机的区别前者为物理层的东西，属于是共享一根网络。后者属于数据链路层，可以隔离碰撞
**虚拟局域网（VLAN）**主要用来分拨广播域，避免广播风暴。将局域网内的设备划分成与物理位置无关的逻辑组。
实现逻辑：在MAC帧中拓展4个字节插入VLAN标记。
网络层
网络层主要实现网络互联，进而实现数据包在网络间的传输。
网络层主要解决的任务：
- 向运输层提供怎样的服务（可靠和非可靠）
- 网络寻址问题
- 路由选择问题
IP地址的概念：IPv4就是给因特网上每一台主机或路由器的每一个接口分配一个唯一的标识符（32比特）
分类编址的IP地址：分为5类：A、B、C、D、E。
其中A、B、C三类可分配给网络中的主机或路由接口。
A类前8比特为网络号；B类前16比特为网络号；C类前24比特为网络号。
D为多播地址。
另外主机号为全1则为网络地址，不能分配给主机接口。
主机号为全0则为广播地址，不能分配给主机接口。
划分子网：即从主机号部分借用一部分比特来作为子网号。
32位的子网掩码可以表面分类IP地址的主机号部分被借用了几位作为子网号。
子网掩码使用连续的比特1来对应网络号和网号。
子网掩码使用连续的比特0来对应主机号。
将划分子网的IPv4地址与其相对于的子网掩码做逻辑与运算就可得到所在子网的网络地址。
A类网络默认子网掩码255.0.0.0
B类网络默认子网掩码255.255.0.0
C类网络默认子网掩码255.255.255.0
无分类编址的IPv4地址（CIDR）：使用斜线法 ‘ / ’，在斜线后面加上网络前缀所占比特字节数量。
例如：192.35.42.22/20
子网掩码应用可分为：定长的子网掩码（FLSM）、变长的子网掩码（VLSM）。
路由协议：
路由协议RIP。
开发路径优先OSPF。
静态路由：由人工配置的网络路由、默认路由等，方式简单、开销小，单不能及时使用网络变化，适合小规模网络。
动态路由：由路由协议自动获取路由协议，比较复杂，开销大，能很好的使用网络状态的变化，适合大规模网络。
边界网关BGP：不以“代价”为主，考虑各方面。
网络控制报文协议ICMP为了有效转发IP数据报并提高转发效率。
NAT将内部私网IP，转化为公网IP，例如手机流量，家用NAT路由器。
VPN加密隧道，在公网上建立一条加密隧道实现网络安全通信。
运输层
使运行在主机上不同的进程相互之间通信。
面向连接的TCP有链接，可靠传输，开销大。
无连接的UDP无连接、不可靠、开销小。
TCP、UDP会使不同进程的端口号进行复用和分用。
TCP三次握手：客户端申请发起连接–服务的收到申请并发去确认–客户端收到开始传输。
TCP四次挥手
客户端申请断开–服务端确认断开–服务端发起数据申请断开–客户端确认断开等待2分钟后断开。
应用层
应用层常见协议：万维网系统WWW、域名解析DNS、动态主机配置协议DHCP、文件传输FTP等。
