计算机网络

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计算机网络

• 计算机网络体系结构
  

  1. 应用层：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等。数据单位为报文。
  2. 运输层：提供的是进程间的通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的运输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议：传输控制协议 TCP，提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；用户数据报协议 UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。TCP 主要提供完整性服务，UDP 主要提供及时性服务。
  3. 网络层：为主机之间提供服务，而不是像运输层协议那样是为主机中的进程提供服务。网络层把运输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组来进行传输。
  4. 数据链路层：网络层针对的还是主机之间，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为相邻结点之间提供服务。数据链路层把网络层传来的分组封装成帧。
  5. 物理层：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使物理层上的数据链路层感觉不到这些差异。

• 数据在各层之间传递
  

• 数据链路层
  
  1. 解决三个基本问题: 1) 封装成帧 将网络层传下来的分组添加首部和尾部，用于标记帧的开始和结束。 2) 透明传输 帧中有首部和尾部，如果帧的数据部分含有和首部尾部相同的内容，那么帧的开始和结束位置就会被错误的判定,加转义字符。3) 对比特流进行差错检查。
  2. 点对点信道 - PPP 协议 互联网用户通常需要连接到某个 ISP 之后才能接入到互联网，PPP 协议就是用户计算机和 ISP 进行通信时所使用的数据链路层协议。PPP帧首部五字节 尾部3字节。
  3. 局域网的拓扑 星型 环形 总线型
  4. MAC层 MAC 地址是 6 字节的地址，用于唯一表示网络适配器（网卡），一台主机拥有多少个适配器就有多少个 MAC 地址，例如笔记本电脑普遍存在无线网络适配器和有线网络适配器。
     
     FCS ：帧检验序列，使用的是 CRC 检验方法，类型 ：标记上层使用的协议，前同步码 ：只是为了计算 FCS 临时加入的，计算结束之后会丢弃。
     插播： 同一个虚拟局域网中的成员才会收到链路层广播信息。

• 网络层

  1. IP协议配套使用的还有三个协议
     地址解析协议 ARP 实现由 IP 地址得到 MAC 地址
     网际控制报文协议 ICMP 是为了更有效地转发 IP 数据报和提高交付成功的机会。
     网际组管理协议 IGMP（Internet Group Management Protocol）
  2. IP数据报格式
     3. IP地址分类
     
     A类网络的IP地址范围为1.0.0.1－127.255.255.254；
     B类网络的IP地址范围为：128.1.0.1－191.255.255.254；
     C类网络的IP地址范围为：192.0.1.1－223.255.255.254。

  4.IP地址和MAC地址
  网络层实现主机之间的通信，而链路层实现具体每段链路之间的通信。因此在通信过程中，IP 数据报的源地址和目的地址始终不变，而 MAC 地址随着链路的改变而改变。
  
  5.交换机与路由器的区别
  交换机工作于数据链路层，能识别 MAC 地址，根据 MAC 地址转发链路层数据帧。具有自学机制来维护 IP 地址与 MAC 地址的映射。
  路由器位于网络层，能识别 IP 地址并根据 IP 地址转发分组。维护着路由表，根据路由表选择最佳路线。

6.路由选择协议
内部网关协议 RIP RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，RIP 协议实现简单，开销小，但是 RIP 能使用的最大距离为 15，限制了网络的规模。并且当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此消息传送到所有路由器。
内部网关协议 OSPF 开放最短路径优先 OSPF，克服 RIP 的缺点而开发出来的。 在AS内部使用。
外部网关协议 BGP BGP 只能寻找一条比较好的路由，而不是最佳路由。它采用路径向量路由选择协议 在AS外部使用

7.VPN
IP 地址的紧缺，一个机构能申请到的 IP 地址数往往远小于本机构所拥有的主机数。并且一个机构并不需要把所有的主机接入到外部的互联网中，机构内的计算机可以使用仅在本机构有效的 IP 地址（专用地址）。 三个专有地址10，172，192.

8.网络地址转换 NAT
专用网内部的主机使用本地 IP 地址又想和互联网上的主机通信时，可以使用 NAT 来将本地 IP 转换为全球 IP。

• 传输层

• 应用层
  DNS解析，三次握手,传输层HTTP 报文被封装进 TCP 中，网络层TCP 报文段会被封装进 IP 分组中，链路层 IP 分组会被封装进 MAC 帧中，客户端发送 HTTP 请求报文，springMVC那一套　　（整个url请求过程）