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第一章 计算机网络和internet
1.计算机网络中的通信过程可以用快递的方式类比。
小明想把一本书（数据）寄给北京的小红，他首先得选择一个快递公司（ftp/http/smtp），然后填写寄件人和收件人地址（host，socket interface），快递公司将这本书按照自己公司的规定进行包装（packet），然后用货运汽车运送，这其中经过的交叉路口就类似于switch，将数据packet进行转发。
2.协议是计算机网络中的重要组成，它规范了host之间的通信，以及switch的转发行为。两个重要协议，TCP/IP。
3.两个host进行通信时，为了能发长报文，将其分割为较小的数据块，依次发送（packet）
4.交换机的存储转发传输机制：交换机必须接收到packet的全部数据，才能向输出端链路转发该packet。
5.输出队列（output queue）和丢包（packet loss）
输出队列：当交换机准备向输出链路转发packet的时候，输出链路可能正在传输其他packet，所以就产生了输出队列，将待转发的packet放在输出队列中，避免和目标输出链路上正在传输的packet发生冲突。
丢包：输出队列满了的情况下，交换机就会将packet丢弃。
6.转发表和路由选择协议
转发表：packet中包含目的host的IP，路由器根据转发表和该IP决定packet的输出链路。
路由选择协议：路由选择协议决定路由器到每个目的地的最短路径（参考迪克斯特拉（Dijkstra）算法原理及实现（Java）），进而来配置转发表。
7.TCP/IP分层模型
模型分为5个层次：应用层（HTTP/SMTP/FTP）、传输层（TCP/UDP）、网络层（IP）、链路层和物理层。
第二章 应用层
1.两种主流的应用程序结构：CS和P2P结构
客户-服务器（CS）结构：多个客户和服务器之间进行通信。客户端过多，服务器负载可能过高，进而有数据中心的出现。
对等（P2P）结构：host之间直接进行通信（torrent下载文件）。
2.host之间的通信，本质上是不同host中进程的通信。将两个进程间发起通信的一方称为客户端，另一方为服务器端。
3.一个host有多个进程，所以使用套接字接口的方式确定host上的具体进程（IP+端口号，类似于小区里单元楼+门牌号）。
4.应用程序只需要使用套接字接口接收/发送数据即可，具体传输的细节不用关心。同时传输层也向应用层提供服务，TCP/UDP。
5.TCP：面向连接的传输层协议，在报文发送之前有一次握手过程，即在client和server之间建立专用的传输通道，确保可靠性传输（文件、邮件、短信等应用）。
6.UDP：无连接的传输层协议，没有握手过程，不保证报文被接收端接收。优点在于实时性传输，延迟较低（视频、电话等应用）。
7.SSL（安全套接字层协议，应用层协议）：TCP发送的报文是没有加密的，即在传输过程中有泄露的风险。SSL是对TCP的加强版本，在传统TCP功能的基础上提供了安全性服务。发送进程向SSL套接字发送报文，SSL对其进行加密后传递到TCP套接字进行传输。接收进程从TCP套接字接收报文，然后将其放入SSL套接字中进行解密，再传递给接收应用程序（就是在传输之前对报文进行编码，接收后再解码的过程）。
8.应用层协议规定了交互的报文的类型，格式等（相当于语法）。
9.应用层协议——HTTP（超文本传输协议），定义了client和web服务器之间报文的类型，格式等。Web页面由很多对象（object）组成，web服务器通过URL标识object的位置（可以用书店中的书类比）。每个URL地址由两部分组成：存放对象的服务器host地址（书店的地址）+对象的地址（书在书店的哪个架子上）。
10.HTTP协议规定了两种报文，请求和响应报文。Client通过一定的格式将带有URL的请求报文通过传输层的TCP套接字传输，Web服务器接收到请求报文后通过其中的URL找到client想要的web页面，然后将其封装到响应报文中再通过TCP套接字传输到client。Client解析响应报文，然后展示给用户。
11.请求报文有多种不同的方法，常用的有GET和POST两种。用户通过GET/POST类型的请求报文都可以提交表单（用户数据，比如用户在搜索引擎输入的搜索信息），但GET方法是将表单放在URL后面提交的，安全性较差；POST方法将表单放入请求报文中提交。
12.SMTP——发送方使用邮件代理（如QQ邮箱等），编辑邮件。邮件代理使用客户-服务器模式将邮件发送到发送方的邮件服务器A。A使用SMTP将邮件推送至接收方的邮件服务器B。当接收方登陆自己的邮件代理后，代理从B中获取邮件，展示给接收方。
13.DNS（域名系统）——应用层协议。它的主要功能是将域名转换为路由器/host可以识别的IP地址。DNS服务器采用分布式、分层的方式存储域名—>IP的映射。分层指的是DNS服务器分为多层（类似于省市县的划分）；分布式指的是每一层的DNS服务器有多个，分布在各个区域。
以HTTP请求为例，客户端首先提取URL中的host地址（如www.baidu.com），然后通过DNS协议将URL发送至本地DNS服务器（不属于分层结构，由ISP提供），然后它再向层次化的DNS服务器发送查询报文，最后将IP地址回报给客户端。客户端再根据IP地址发送HTTP请求报文。
DNS缓存：简化IP地址查询时间。在DNS服务器中使用缓存，将以前查询到的域名—>IP地址映射存储到本地，以后再有重复的查询即可直接回复。
