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参考书籍：《计算机网络》（谢希仁）第八版
第一章：概述
基本术语
- 结点：计算机网络里面的结点可以是计算机、交响曲、交换机或者路由器
- 链路：从一个结点到另外一个结点的物理线路
- 主机：在英特网的计算机
- ISP：英特网服务提供者
- IXP：互联网交换点 IXP 的主要作用就是允许两个网络直接相连并交换分组，而不需要再通过第三个网络来转发分组。
- 广域网WAN：通过长距离运送主机发送的数据
- 城域网MAN：将多个局域网互联
- 局域网LAN
- 个人区域网PAN
- 分组：传输的数据单元，也叫包
- 存储转发：路由器收到一个分组，先检查分组是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。
- 带宽：单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”，记为 b/s
- 吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制
模型
OSCI七层模型
TCP/IP 四层模型 是目前被广泛采用的一种模型,我们可以将 TCP / IP 模型看作是 OSI 七层模型的精简版本，由以下 4 层组成：
- 应用层
- 传输层
- 网络层
- 网络接口层
应用层位于传输层之上，主要提供两个终端设备上的应用程序之间信息交换的服务，它定义了信息交换的格式，消息会交给下一层传输层来传输。 我们把应用层交互的数据单元称为报文。
应用层常见协议：超文本传输协议（HTTP）。HTTP 协是基于 TCP协议，发送 HTTP 请求之前首先要建立 TCP 连接也就是要经历 3 次握手，HTTP 协议是”无状态”的协议，它无法记录客户端用户的状态，一般我们都是通过 Session 来记录客户端用户的状态。
SMTP:简单邮件传输(发送)协议、POP3/IMAP:邮件接收的协议
发送一个邮件，首先判断邮箱是不是正确，如果正确，通过SMTP把我们发送的邮件，传到服务器，通过服务器由SMTP送到互联网，然后传送到接收端服务器，然后接收人通过POP3和IMAP协议接收读取邮件
FTP:FTP 协议 主要提供文件传输服务，基于 TCP 实现可靠的传输。使用 FTP 传输文件的好处是可以屏蔽操作系统和文件存储方式。
Telnet:远程登陆协议、SSH:安全的网络传输协议
传输层的主要任务就是负责向两台终端设备进程之间的通信提供通用的数据传输服务。 应用进程利用该服务传送应用层报文。“通用的”是指并不针对某一个特定的网络应用，而是多种应用可以使用同一个运输层服务。
包括：传送控制协议TCP和用户协议数据UDP
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。 在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组和包进行传送。在 TCP/IP 体系结构中，由于网络层使用 IP 协议，因此分组也叫 IP 数据报，简称数据报。
网络层常见协议：IP:网际协议 ：网际协议 IP 是TCP/IP协议中最重要的协议之一，也是网络层最重要的协议之一，IP协议的作用包括寻址规约、定义数据包的格式等等，是网络层信息传输的主力协议。
ARP 协议 ：ARP协议，全称地址解析协议，它解决的是网络层地址和链路层地址之间的转换问题
NAT:网络地址转换协议 ：NAT协议的应用场景如同它的名称——网络地址转换，应用于内部网到外部网的地址转换过程中
网络接口层：包括数据链路层和物理层
数据链路层的作用是将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等）。物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异
为什么分层？
整个位图可以参考Java的MVC模式，分层是为了让每一层都需要专注于一类事情
- 让个层之间互相独立，上层只需要调用下层的服务，下次修改，上层不需要修改，可以参考接口
- 提供整体灵活性，这个和我们平时开发系统的时候要求的高内聚、低耦合的原则也是可以对应上的
- 大问题的分解：这个和我们平时开发的时候，一般会将系统功能分解，然后将复杂的问题分解为容易理解的更小的问题是相对应的，这些较小的问题具有更好的边界（目标和接口）定义
第二章：物理层
物理层的主要任务就是确定与传输媒体接口有关的一些特性，如机械特性，电气特性，功能特性，过程特性。物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。 现
第三章：数据链路层
- 数据链路层使用的主要是点对点信道和广播信道两种。
- 数据链路层的三个基本问题是：封装成帧，透明传输和差错检测
- 循环冗余检验 CRC 是一种检错方法，而帧检验序列 FCS 是添加在数据后面的冗余码
- 点对点协议 PPP 是数据链路层使用最多的一种协议，它的特点是：简单，只检测差错而不去纠正差错，不使用序号，也不进行流量控制，可同时支持多种网络层协议
- 局域网的优点是：具有广播功能，从一个站点可方便地访问全网；便于系统的扩展和逐渐演变；提高了系统的可靠性，可用性和生存性。
- 以太网采用的协议是具有冲突检测的载波监听多点接入 CSMA/CD。协议的特点是：发送前先监听，边发送边监听，一旦发现总线上出现了碰撞，就立即停止发送。然后按照退避算法等待一段随机时间后再次发送。 因此，每一个站点在自己发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。以太网上的各站点平等地争用以太网信道
第四章：网络层
- TCP/IP 协议中的网络层向上只提供简单灵活的，无连接的，尽最大努力交付的数据报服务。不保证分组交付的时限所传送的分组可能出错，丢失，重复和失序。进程之间通信的可靠性由运输层负责
- 地址解析协议 ARP 把 IP 地址解析为硬件地址。ARP 的高速缓存可以大大减少网络上的通信量。因为这样可以使主机下次再与同样地址的主机通信时，可以直接从高速缓存中找到所需要的硬件地址而不需要再去以广播方式发送 ARP 请求分组
- 虚拟专用网络 VPN 利用公用的互联网作为本机构专用网之间的通信载体。VPN 内使用互联网的专用地址。一个 VPN 至少要有一个路由器具有合法的全球 IP 地址，这样才能和本系统的另一个 VPN 通过互联网进行通信。所有通过互联网传送的数据都需要加密。
第五章：传输层
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运输层提供应用进程之间的逻辑通信，也就是说，运输层之间的通信并不是真正在两个运输层之间直接传输数据。运输层向应用层屏蔽了下面网络的细节（如网络拓补，所采用的路由选择协议等），它使应用进程之间看起来好像两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信信道。
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网络层为主机提供逻辑通信，而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
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UDP 在传送数据之前不需要先建立连接，远地主机在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 确是一种最有效的工作方式。 TCP 提供面向连接的服务。在传送数据之前必须先建立连接，数据传送结束后要释放连接。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的，面向连接的传输服务，难以避免地增加了许多开销，如确认，流量控制，计时器以及连接管理等。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多处理机资源。
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UDP 的主要特点是 ① 无连接 ② 尽最大努力交付 ③ 面向报文 ④ 无拥塞控制 ⑤ 支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信 ⑥ 首部开销小（只有四个字段：源端口，目的端口，长度和检验和）
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TCP 的主要特点是 ① 面向连接 ② 每一条 TCP 连接只能是一对一的 ③ 提供可靠交付 ④ 提供全双工通信 ⑤ 面向字节流
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TCP 用主机的 IP 地址加上主机上的端口号作为 TCP 连接的端点。这样的端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字用（IP 地址：端口号）来表示。每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点所确定。
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TCP 使用滑动窗口机制。发送窗口里面的序号表示允许发送的序号。发送窗口后沿的后面部分表示已发送且已收到确认，而发送窗口前沿的前面部分表示不允许发送。发送窗口后沿的变化情况有两种可能，即不动（没有收到新的确认）和前移（收到了新的确认）。发送窗口的前沿通常是不断向前移动的。一般来说，我们总是希望数据传输更快一些。但如果发送方把数据发送的过快，接收方就可能来不及接收，这就会造成数据的丢失。所谓流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。
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为了进行拥塞控制，TCP 发送方要维持一个拥塞窗口 cwnd 的状态变量。拥塞控制窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态变化。发送方让自己的发送窗口取为拥塞窗口和接收方的接受窗口中较小的一个。
- TCP 的拥塞控制采用了四种算法，即慢开始，拥塞避免，快重传和快恢复。在网络层也可以使路由器采用适当的分组丢弃策略（如主动队列管理 AQM），以减少网络拥塞的发生。
- 主动发起 TCP 连接建立的应用进程叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器。TCP 连接采用三报文握手机制。服务器要确认用户的连接请求，然后客户要对服务器的确认进行确认。
应用层
TCP 三次握手和四次挥手（传输层）
为什么是三次握手，不是两次四次？
四次：1.A发送同步信息给B。2.B收到信息。3.B发送同步信号。4.A收到b的同步信号。
很显然，23可以合并，只需要三次握手， 可以提高连接的速度与效率
两次：1.A发送同步消息。2.B发送同步消息。
这样的话：B无法知道A是否接收到之间的同步信号，如果这个信号丢失了，就无法打出序列号一致。
为什么要四次挥手？
TCP是全双工通信，可以双向传输数据。任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知，待对方确认后进入半关闭状态。当另一方也没有数据再发送的时候，则发出连接释放通知，对方确认后就完全关闭了 TCP 连接
为什么第四次挥手客户端需要等待 2*MSL（报文段最长寿命）时间后才进入 CLOSED 状态？
第四次挥手时，客户端发送给服务器的 ACK 有可能丢失，如果服务端没有因为某些原因而没有收到 ACK 的话，服务端就会重发 FIN，如果客户端在 2*MSL 的时间内收到了 FIN，就会重新发送 ACK 并再次等待 2MSL，防止 Server 没有收到 ACK 而不断重发 FIN。
