计算机网络知识

1.简介：

1.1 发展历史：1.2 OSI七层模型：1.3 Tcp/Ip互联网协议群： 2.TCP协议：

2.1 定义：2.2 工作过程： 3. IP地址：

第一台电子计算机：ENIAC理论发展：提出封包交换（将数据分成不同的小块进行传输）材料发展：

同轴电缆：一根导体，速度慢。双绞电缆：导线两两缠绕，速度由导体材料决定，速度快。光纤：光传输，速度更快。

操作系统：分时操作系统的产生促进了发展

第一个计算机网络:
1969年在美国出现的‘ARPANET’（阿帕网），仅连接了4个节点。

5G：第五代蜂窝网络，低延迟，速度快。
蜂窝网络：又称移动网络（mobile network），由于构成网络覆盖的各通信基地台的信号覆盖呈六边形，从而使整个网络像一个蜂窝而得名。

特点：下层为上层服务

应用层：
就是显示用户在软件中看到的数据，比如 图片、音乐、文字等。只关心业务逻辑，不关心数据的传输。表示层：
负责协商用于传输的数据格式，并转换数据格式。对数据进行编码加密，将数据转换为用户可以看明白的数据传给应用层。
会话层：
负责管理两个连网实体间的连接。先建立连接，再发起通讯。传输层：
负责将数据从一个实体传输到另一个实体，处理的是数据的实际传输过程，不负责数据传输的方式，建立TCP或者UDP连接进行数据的传输。

传输层的能力：

数据的分隔重组：将数据拆分后按顺序重组。（进行数据的拆分并封包）数据加密解密：SSL/SSH端口寻址

网络层：
负责把一个封包从一个ip地址传输到另一个ip地址。
基于ip地址进行路由转发，核心是路由技术。数据链路层：
确保两个临近设备间的数据传输，并隐藏底层实现。（只关心把那些数据从哪些设备发送到哪些设备）
帧同步、数据纠错物理层：
封装底层实现，并提供接口供数据链路层使用。
基本单位：比特

注：因为实现某些功能可能不需要会话层和表示层，所以在后面的简化中将应用层、表示层和会话层合为了一体，这就是我们后面学习的tcp/ip的五层结构模型。

5个问题：

报文拆分：应用于数据量较大，网络底层设备不支持的情况下，将大量数据拆分成多个数据块。增加协议头：数据分块后在接收端接受时需要重组，所以需要使用头部添加一些描述字段。将数据库分为协议头和消息体。数据在相邻设备间的数据传递：路由和寻址：
路由算法：通过算法寻找下一个到达的节点。数据重组

5层模型：

应用层：数据从一个应用发往另一个应用的过程。传输层：主机到主机的传输。报文的拆分和重组。添加协议头。网络层：提供路由和寻址。数据链路层：两个节点之间的物理连接。物理层：负责0-1信号的传输。

5层模型和osi模型的区别：

删除了会话层，因为会话本身就是虚拟的。删除了表示层，因为并不是所有都需要将数据进行编码（比如 PING操作）。

协议可选性：

传输层：TCP协议、UDP协议、TLS/SSL、SCTP等网络层：IP协议（ipv4和ipv6）、ICMP协议、IPsec协议 2.TCP协议： 2.1 定义：

是一个可以提供可靠的、支持全双工、连接导向的协议，因此在客户端和服务端之间传输数据时必须先建立一个连接。

连接：是虚拟、抽象的概念，是传输双方的约定加程序手段形成的抽象概念，使通信更加稳定、安全。同时连接也被称为会话。全双工：

单工：任何时刻数据只能单向传输。半双工：允许数据在两个方向上传输，但某一时刻只允许数据在一个方向上传输。全双工：任何时刻都能双向发送数据。

可靠性：确保数据无损传输（使无序的数据恢复原有顺序） 2.2 工作过程：

建立连接的过程（三次握手）
1.客户端向服务端发送请求 SYN
2.服务端接收到了请求，准备好连接后向客户端发送ACK和SYN（服务端也要请求一次客户端）
3.客户端接收后准备好后向服务端发送ACK
断开连接的过程（四次挥手）
1.客户端向服务端发一个断开连接的FIN请求
2.服务端收到请求后给客户端发一个ACK
3.等服务端做好断开连接的准备工作后向客户端发送一个FIN请求
4客户端返回服务端一个ACK（连接就是有来有回）
传输数据：
需要实现：报文拆分、增加TCP头、数据重组报文拆分：
TCP会将应用层的数据拆分成数据块，目的：防止应用层的数据可能过大、使这些数据并行传输。顺序保证：
因为TCP的一个性质是要求数据无损并按顺序传输，报文拆分后数据变成了一个个的数据块，为实现顺序传输在每个数据块上加上顺序编号。
TCP序号：发送序号（seq）、接受序号（ack）
一个端的发送序号是一个端的接受序号

TCP头：

还有一些标志位：
TCP协议周边配置：
1.纠错能力：保证数据的可靠性：拥有一个16bit的纠错和Checksum，将原文映射到一个不可逆的16bit编码中，这样就可以知道原文传输过程中有没有发生变化。一旦出错，接受方就丢掉这个数据不返回序号给发送方，这样发送方就会再发一条数据过来。
2.流控能力：让发送和接受方协商一个合理的收发速率，让两边都可以稳定的工作。利用滑动窗口。 3. IP地址：