网络基础
OSI模型(开放式系统互联参考模型)-7层
OSI是Open System Interconnection的缩写，意为开放式系统互联。国际标准化组织（ISO）制定了OSI模型，该模型定义了不同计算机互联的标准，是设计和描述计算机网络通信的基本框架。
应用层- - -负责人机交互（将人类的抽象语言转化为编码）。
表示层- - -将编码转换为二进制代码（对信息有加密和压缩的功能）
会话层- - -应用程序设备的会话区分 提供会话层地址，为应用程序设定规则。
上三层为应用程序加工处理数据
传输层- - -负责将进入的数据分段（受到MTU的限制），并且提供端口号，UDP（用户数据报协议，是一种非面向连接的不可靠协议）/TCP（传输控制协议，是一种面向连接的可靠传输协议
）。
MTU：最大传输单元；默认1500
网络层- - -Internet互联网协议（支持IP，路由器也工作在这一层，路由器的主要功能是选路和隔离广播域）
数据链路层- - -LLC逻辑链路控制+MAC介质访问控制层 MAC地址 差错校验 控制物理层。
物理层- - -硬件设备（识别电信号）。
下四层负责数据的传输
第一代计算机—图灵机（目的：二战 破译电码）
电脑识别的是什么信号？
电信号（二进制信号1/0）
电脑究竟是如何将人类使用的抽象语言（如声音，文字，数字）转换为电脑可识别的电信号？
可以将电脑内部看为一个个工厂（TCP/IP模型----四层）
应用层—负责人机交互（将人类的抽象语言，转换为编码）
表示层—将编码转为二进制代码（对信息加密和压缩的功能）
介质访问控制层—可以控制cpu进行运算的功能，将二进制转为电流或者数字信号（media access control/MAC）
物理层—识别电信号
电脑由一台变为二台（对等网络）
1.传输介质
2.传输协议（TCP/IP，OSI）
3.传输设备（网卡）
连接电脑需要用到传输介质（常见的RJ45双绞线）
RJ45双绞线（屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线（UTP））传输距离100m
相同属性用交叉，不同属性用直连
路由器和个人终端（PC）是同种设备
568A（交叉线）绿白绿 绿白蓝 蓝白橙 棕白棕
568B（直连线）橙白橙 绿白蓝 蓝白绿 棕白棕
RJ11电话线（传输的是模拟信号，需要通调制解调器将模拟信号转为数字信号）
光纤（单模光纤和多模光纤）
多模光纤适合近距离（容易发生信号的散发，衰减）
单模光纤适合远距离（比较集中，发生较少衰减）
研究对等网络如何变大，怎么变大，变成现今的互联网？
1.延长传输距离
RJ45 100m
光纤 大部分传输距离较远 2000m
光纤传输的是光信号
猫（modem，调制解调器）将光信号转成数字信号，也就是我们说的电信号
最早延长传输距离的方式：
使用中继器延长传输距离
传输距离越远（1.电压下降，2.波形失真）
中继器工作物理层，提高电压
中继器最长延长距离是500m
2.节点需要增加
网络拓扑结构
总线型：总线拓扑结构所有设备连接到一条连接介质上。总线结构所需要的电缆数量少，线缆长度短，易于布线和维护。多个节点共用一条传输信道，信道利用率高。中间设备中断，通讯中断，并且及其容易产生冲突，延迟太高（2s为最高阈值）。
星型：一个中心，多个分节点。结构简单，连接方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。网络延迟时间较小，传输误差低。中心有故障，网络就出问题，同时共享能力差，线路利用率不高。
中间设备：1.性能强大；2.必须是第三方设备
环装：是一个闭合环。工作站少，节约设备。一个节点出问题，整个环都出问题。
树型：形状像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可以带子分支，根节点接受各站点发送的数据，然后再广播发送到全网。好扩展，但是对根节点要求高。
网状：冗余最高，复杂，成本高。
使用最多为星型
为了解决节点问题，集线器（HUB）应运而生了，但是随之而来的各种问题又让人们苦恼：
由于集线器连接多台电脑，当有电脑进行数据传输的时候，集线器不能准确获悉传输的目的地，只能往每个端口复制一份，这就是地址问题；复制至各个端口的数据一旦被查看就会造成安全问题；当多台电脑进行数据传输时，其他电脑就会接收到很多垃圾信息，造成网络延时；最严重的就是两台 电脑同时进行数据传输的时候，电信号同时进入集线器，就会冲突碰撞消失。
为了解决这些问题，人们设计出MAC地址——网卡芯片的串号，由48位二进制组成，出厂烧录，全球唯一，为了方便查看，用16进制显示。研发载波监听多路访问技术CSMA/CD来解决冲突问题，也就是排队机制。
最早出现的中间设备是第三方设备（hub-集线器工作在第一层，铜片负责导电，power负责加压）
1.安全问题
2.网络是否会有延迟（肯定会有，A->B发消息，CD也会收到，但是CD不需要，处理垃圾需要时间造成网络延迟，这样的垃圾数据包越多，延迟越大）
我们希望网络规模越来越大
1.无线传输距离
2.没有冲突
3.单播一对一
4.端口密度（24-48口）
为了满足网络范围增加的需求，人们发明了网桥（网桥经过一段时间的迭代，产生了交换机）
交换机（24-48）:可以进行数据和电流之间的转换
1.无限传输距离（集线器hub为什么不能远距离传输，因为它只能加压，无法使波形恢复，交换机工作在二层，MAC地址也二层，交换机不仅可以加压，还可以读取mac地址，读取发送信息，将信息转换为二进制信号，使得波形不失真，发出时，重新转换为电流）
2.完全没有冲突（hub为什么还有冲突？因为hub工作在物理层，传输的是电信号，这样信号一定会产生冲突，而交换机是工作在第二层，是介质访问控制层的设备，当电流进到交换机的时候，交换机将电信号转为二进制数据，且存储到交换机内存中）
3.单播一对一（存储起来二进制数据找到自己想去的地方）
IP工作在网络层
IPV4 IPV6
192.168.1.1 （ 128 64 32 16 8 4 2 1）
11000000.10101000.00000001.00000001
A类 8网络位24主机位（0-127.255.255.255） 默认子网掩码255.0.0.0
B类 16网络位16主机位（128-191.255.255.255） 默认子网掩码 255.255.0.0
C类 24网络位8主机位 （192-223.255.255.255） 默认子网掩码 255.255.255.0
广播域：同一个交换机下属于一个广播域，路由器同一个接口下，也属于一个广播域
广播：在同一个广播域目标mac地址未知的前提下，通过目标mac全F迫使交换机洪泛的行为，叫做广播。
在同一个广播域目标mac未知的前提下，通过广播获取目标mac地址所使用的技术被称之为arp（地址解析协议）
ARP协议- - -地址解析协议—通过对端的一个地址来获取对端的另一种地址。
正向arp：已知对端ip，通过广播来获取对端mac
反向arp：已知对端地址的mac，来获取对端的ip地址
免费arp：检测地址冲突
arp缓存机制：可以将目标ip和目标mac对应关系保存在本地，当第二次访问时，直接从本地获取。
DNS：域名解析服务 （Domain Name Service）
端口号：53
ip包MTU最大传输单元 MAX transform UNIT 1500个字节
TTL = TIME TO LIVE 防止环路
TTL 出身 一般而言 有64/128/256
每经过一个路由设备TTL减少1
如果出现了环路，当TTL为0时，丢弃
icmp协议（Internet Control Message Protocol）
ping命令 检测主机是否存活
tracert命令 路由跟踪 用于确定ip数据包访问目标所采取的路径
icmp消息类型和编码类型
回复包（00）
网络不可达（30）
主机不可达（31）
协议不可达（32）
端口不可达（33）
重定向（50）
请求包（80）
网络协议
HTTP——超文本传输协议
HTTPS——安全的超文本传输协议
DNS——域名解析服务
FTP——文件传输协议
TFTP——简单的文件传输协议
端口号（0-65535）——其中0—1023为注明端口—静态端口
静态端口–固定分配给常使用的各种服务
例如 : HTTP服务器 — 80
1024—65535为动态端口—高端口
动态端口一般随机分配给终端设备上启动的应用程序
端口号用于区分终端设备上启动的各个程序进程，或区分服务器设备提供的各种服务。
面向连接—进行3次握手来建立端到端的虚链路：
三次握手：
第一次握手—客户端向服务器发出连接请求报文，这个三次握手中的开始。表示客户端想要和服务端建立连接。
第二次握手—TCP服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文，询问客户端是否准备好。
第三次握手—TCP客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。
可靠传输—4种机制 确认 重传 排序 流控（滑动窗口）
四次断开：
第一次断开—TCP发送一个FIN(结束)，用来关闭客户到服务端的连接。客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。
第二次断开—服务端收到这个FIN，他发回一个ACK(确认)，客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文。
第三次断开—服务端发送一个FIN(结束)到客户端，服务端关闭客户端的连接。
第四次断开—客户端发送ACK(确认)报文确认，并将确认的序号+1，这样关闭完成。
