这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第1天
计算机网络概论
一、本堂课重点内容：
- 本堂课的知识要点有哪些？
- 通过一个示例对计算机网络的整体认识
- 建立对网络分层的认知
- 分析HTTP1、2、3的关系
- 分析CDN运行的基本原理
- 了解网络安全的最基本原则
- 学习自底向上，自顶向下的分析方法
二、详细知识点介绍：
- 本堂课介绍了哪些知识点？
1、 网络的组成部分
- 计算机网络由硬件、软件、协议组成。
- 硬件：主机（端系统）、双绞线、光纤、通信设备等。
- 软件：安装在客户端系统的应用软件。
- 协议：一系列规则、约定的集合。
2、 网络结构
1、局域网(LAN)：局域网是将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。
决定局域网特性的主要技术有三个：用于传输数据的传输介质；用以连接各种设备的拓扑结构；用以共享资源的介质访问方法。
这三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应时间、吞吐率和利用率，以及网络应用等各种网络特性。其中最重要的是介质访问控制方法，它对网络特性起着十分重要的影响
2、城域网(MAN)：城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。这是80年代末，在LAN的发展基础上提出的，在技术上与LAN有许多相似之处，而与广域网(WAN)区别较大。
MAN的传输媒介主要采用光缆，传输速率在100兆比特/秒以上。所有联网设备均通过专用连接装置与媒介相联连，只是媒质访问控制在实现方法上与LAN不同。
3、广域网(Wide Area Network)：是在一个广泛地理范围内所建立的计算机通信网，简称WAN，其范围可以超越城市和国家以至全球，因而对通信的要求及复杂性都比较高。
WAN由通信子网与资源子网两个部分组成：通信子网实际上是一数据网，可以是--个专用网(交换网或非交换网)或一公用网(交换网)；资源子系统是连在网上的各种计算机、终端、数据库等。这不仅指硬件，也包括软件和数据资源。
3、 电路交换&分组交换,拓展知识点报文交换
电路交换
电路交换需要建立一条专用的数据通信路径，这条路径上可能包含许多中间节点。这条通信路径在整个通信过程中将被独占，直到通信结束才会释放资源。电路交换适合实时性要求较高的大量数据传输的情况。
电路交换的优点主要包括以下几个方面：
- 通信时延小。通信双方通过专用线路进行通信，数据可以直达。当数据传输量较大时，优点将十分显著。
- 线路独占，没有冲突。
- 实时性强。一旦通信线路建立，双方可以实时通信。
电路交换的缺点主要包括以下几个方面：
- 线路独占，利用率太低。
- 连接建立时间过长。
分组交换
分组交换是将大的数据块分割成小的分组，并添加源地址、目的地址和分组编号等信息。
分组交换的优点主要包括以下几个方面：
- 无需建立连接。
- 线路利用率高。
- 相对报文交换，分组长度固定，缓冲区容易管理。
- 分组比报文小，因此传输时间更短。
分组交换的缺点主要包括以下几个方面：
- 仍然存在时延。
- 需要传输包括源地址、目的地址、分组编号等额外信息。
- 分组可能遇到失序、丢失、重复等问题。
分组交换还可以进一步细分为数据报方式和虚电路方式。 数据报为网络层提供无连接服务，不同分组到达目的节点可能会乱序、重复或丢失。分组在交换节点时，可能会带来一定的时延。数据报方式适用于突发性通信，不适合长报文、会话式通信。 虚电路方式将数据报方式与电路交换结合，发挥两者优点。虚电路在源节点和目的节点建立一条逻辑链路，与电路交换不同的地方在于虚电路并不是独占链路资源的。虚电路方式避免了分组的乱序、重复和丢失等问题。
报文交换
报文交换以报文作为数据传输单位，携带有源地址和目的地址等信息。
报文交换的优点主要包括以下几个方面：
- 无需建立连接。
- 动态分配线路。
- 线路利用率高。
报文交换的缺点主要包括以下几个方面：
- 报文交换对报文的大小没有限制，需要网络节点有足够的缓存空间。
- 报文交换在节点处要经历存储、转发等操作，从而引起一定时延。
4、 网络分层
业内普遍的分层方式有两种。
OSI七层模型 和 TCP/IP四层模型。
- OSI七层模型：物、数、网、传、会、表、应
1、 物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后再转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。
2、 数据链路层：定义了如何让格式化数据以帧为单位进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。如：串口通信中使用到的115200、8、N、1
3、 网络层：在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择。Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。
4、 传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。
5、 会话层：通过传输层(端口号：传输端口接收端口)建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）。
6、 表示层：可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，PC程序与另一台计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码(EBCDIC)，而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如有必要，表示层会通过使用一种通格式来实现多种数据格式之间的转换。
7、 应用层：是最靠近用户的OSI层。这一层为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务。
- TCP/IP四层模型：链、网、传、应
1、数据链路层
以太网规定，连入网络的所有设备，都必须具有“网卡”接口。数据包必须是从一块网卡，传送到另一块网卡。通过网卡能够使不同的计算机之间连接，从而完成数据通信等功能。网卡的地址——MAC 地址（全球唯一），就是数据包的物理发送地址和物理接收地址。
链路层速记：**ARP**（核心协议）
源**mac** —— 目标mac
**ARP** 协议作用： 借助 IP 获取 mac 地址。
***: MAC** 地址是绑定在网卡上的
IP：地址则是管理员分配的
2、网络层
网络层的作用是引进一套新的地址，使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。这套地址就叫做“网络地址”，这是我们平时所说的IP地址。网络层协议包含的主要信息是源IP和目的IP。
网络层速记：IP（核心协议）
源IP —— 目标IP
IP协议的作用： 在 网络环境中唯一标识一台主机。
IP地址本质：2进制数。—— 点分十进制 IP地址 （string）
IP和MAC的作用：
网络地址（IP）:帮助我们确定计算机所在的子网络
MAC 地址:则将数据包送到该子网络中的目标网卡。
处理顺序：从逻辑上可以推断，必定是先处理网络地址，然后再处理 MAC 地址
3、传输层
端口:确定进程
1， 对于同一个端口，在不同系统中对应着不同的进程
2，对于同一个系统，一个端口只能被一个进程拥有
传输层速记：TCP / UDP（核心协议）
port —— 在 一台主机上唯一标识一个进程。
4、应用层
接到传输层传递过来的数据就要对数据进行解析，应用层就是规定程序的数据格式
应用层速记：ftp、http、自定义
对数据进行封装。 解封装
TCP/IP:TCP/IP协议是一个大家族，不仅仅只有TCP和IP协议，它还包括其它的协议
应用关系
通过网络层IP确认交互端，通过MAC确认信息发送目标，最终通过端口指定要发生信息交互的程序
5、 协议
- 协议的存在依赖于连接，协议定义了两个或多个通信实体之间的报文格式和顺序以及报文发送/或接受一条报文或其他事件所采取的动作。
- 网络通信协议，是根据网络上的节点进行通信的一组规则，每种设备都可以根据通信协议识别其他设备的信息。在网络操作系统中使用的通信协议有TCP/IP、NetBEUI、IPX/SPX、AppleTalk等。
6、 CDN
CDN这个技术其实说起来并不复杂，最初的核心理念，就是将内容缓存在终端用户附近
DNS劫持有这三种情况：
1.错误域名解析到纠错导航页面，导航页面存在广告；
2.错误域名解析到非正常页面 ；
3.直接将特点站点解析到恶意或者广告页面 。 总结：CDN=更智能的镜像+缓存+流量导流
三、课后个人总结：
-
本章有什么知识点不容易掌握？
1、信息交换方式
2、HTTP连接模型
3、密码散列函数
