1.网络接入
网络接入方式常用的有两种：
1、宽带接入，也就是需要进行PPPOE拨号接入的网络。在这种接入方式中，无论如何都需要首先进行PPPOE拨号的，只是在设置了路由器，由路由器运行PPPOE拨号之后，用户电脑端及其他无线终端就可以通过动态获取IP地址或者静态设置IP地址进行上网。
2、专线接入，由运营商分配固定的公网IP地址，用户可使用该IP地址接入网络。在这种接入方式中，不需要运行PPPOE拨号。只需要将IP地址设置为运营商分配的地址并设置正确子网掩码、网关、DNS等信息即可。
2.网络传输
两台计算机通过 TCP/IP 协议通讯的过程如下所示：
数据包的封装分用
不同网络环境中，网络数据传输流程
（1）网络互联：
① ARP 缓存表中 可以找到 目的主机MAC\n\n\n1、主机1查找本机ARP缓存表，根据ARP协议，找到MAC数据报由主机1，发送到集线器（数据报中：源MAC（主机1），目的MAC（主机3））（真实的数据报）集线器 直接转发 数据到除主机1的其他所有相连主机（主机2，主机3）主机2接收：数据报中，目的MAC不是我，丢弃主机3接收：数据报中，目的MAC是我，接收。 目的IP是我，交给对应端口进程处理
② ARP 缓存表中 找不到 目的主机MAC:主机1查找本机ARP缓存表，发现找不到目的主机MAC主机1发送广播数据报（非真实数据，只是要求对应主机返回MAC数据）广播数据报通过集线器转发到主机2、主机3主机2接收：要求的IP不是，丢弃主机3接收：要求的IP是我，返回我的MAC主机1收到主机3的返回数据（IP、MAC），更新自己的ARP缓存表，主机1发送真实的数据到主机3，（真实的数据 ，源MAC/源IP：主机1的MAC/IP ， 目的MAC/目的IP ：主机3的MAC/IP）
③ 使用集线器的缺陷： 网络冲突（比如，你想知道张三的qq号，你开群聊发消息，就会对群聊里其他成员造成不必要的麻烦）
（2）局域网：
① 局域网 交换机 组网方式：（路由器（方式2）和它一样），主机1查找本机ARP缓存表，如果找不到，发送广播数据报，让IP为主机3的告诉我它的MAC，交换机转发到其他所有端口（广播），主机2丢弃，主机3返回自己的MAC，交换机知道主机3的MAC，然后主机1也就知道了主机3的MAC（更新ARP缓存表），主机1发真实的数据给交换机（源MAC：主机1 ， 目的MAC：主机3），交换机查找自己的MAC地址转化表，通过MAC找端口，发送到对应端口，主机3接收：目的MAC是我，目的IP也是我，局域网 与 网络互联 数据传输的区别在于：局域网方式是定向传输，而网络互联是广播式传输，（先问张三手机号，在打电话给张三，不影响李四）
② 局域网 交换机 + 路由器 的方式：通过目的 IP+子网掩码，计算出是否目的主机和本机在同一网段（IP和子网掩码位与操作，得到网络号，如果是，和之前交换机组局域网流程一致，如果不是，表示我主机1处理不了，要发给网关转发（路由器），数据报发给路由器，（源IP：192.168.1.x 源MAC：主机1的），（目的IP：192.168.2.y 目的MAC：路由器网卡1的MAC）125、路由器接收到数据报，分用：物理层到网络层，所以可以获取到目的IP，路由器查找自己的ARP缓存表（IP找MAC），找不到，路由器发广播，主机2你在哪？告诉我你的MAC，有了MAC，直接发送到主机，局域网方式是只使用 LAN 口，而广域网 LAN口和WAN都使用
（3）广域网：
主机1：发送 www.baidu.com 网络数据报，DNS协议：域名 转 IP，源IP：主机1的IP 源MAC：主机1的MAC，目的IP：百度服务器的IP 目的MAC：根据目的IP计算是否和主机1在同一网段，不是同一个网段：发送数据报到网关（路由器），交换机转发（没有封装分用）：在MAC地址转换表，通过目的MAC找端口，路由器接收、分用、修改数据报，路途中的设备：百度服务器：（接收数据并响应），路由器1接收 百度服务器的响应数据（分用、修改、封装），主机接收数据报（分用）
3，网络提速
当用户需要向网络发送数据的时候，用户实际上是通过应用程序来完成这项工作。应用程序向一个描述了对端连接的文件描述符（File Description）写数据。之后位于操作系统内核的TCP/IP协议栈，从文件描述符收到数据，完成TCP分段（如果是TCP连接的话），加TCP，IP，Ethernet Header。在加这些Header的时候，也涉及到一些内容的计算，例如校验和，序列号。最后，操作系统内核通过网卡的驱动，告知网卡需要发送的数据，这里的数据是长度合适，并且封装了各种协议头的网络数据。网卡会再加一些其他数据确保传输的可靠性。最后，网络数据由网卡从网线（如果是有线连接的话）发出去，经过各个网络转发设备送到对端。对端，也就是网络数据的接收端，有个类似的过程，不过方向是反的。网卡从网线接收到数据，通知系统内核来取数据，位于系统内核的TCP/IP协议栈完成校验，剥离TCP、IP、Ethernet头部，拼接数据。最后将完整的数据传递给应用程序，或者说最终用户。用户程序仍然是通过一个文件描述符读取数据。所以，可以将网络传输在操作系统内的整个过程分为三个部分：
User area：应用程序发送和接收数据
Kernel area：TCP/IP协议栈和系统内核对用户数据的封装解封装
Device area：网卡实际的发送并接收网络数据
从前面的描述可以看出，User area和Device area的工作都相对简单，而对于复杂的网络协议的处理主要在Kernel area。Kernel area的任何处理都是需要CPU完成的。很显然，如果单位时间要传递的数据越多，CPU需要进行的运算就越多。网络带宽这些年有了很大的提升，以太网从最开始的10M到现在100G，提升了一万倍。虽然CPU这些年也有很大的发展，但是单核CPU的频率并没有提升这么多。有人可能会说CPU的核数增加了很多，但是把一个网络数据流交给多个CPU核心去处理本身有一定的挑战，另一方面计算机的需要处理的任务越来越复杂，尤其是引入了虚拟化之后，计算机上不仅跑应用程序，还需要跑容器，虚拟机，CPU本身的负荷可能就已经很重。以太网速度的提升大于CPU的计算速度的提升，使得CPU能够用来处理单个网络包的时间变少了。如果CPU不能及时处理网络数据，那必然会影响网络传输的延时（latency）和吞吐量（throughput）。因此需要一些技术/方案来降低CPU处理单个网络包的时间。这次就过一下现在计算机系统中常见的网络加速技术。
DMA全称是Direct Memory Access。DMA可以同时应用于网络数据的发送和接收。DMA本身是一个通用的技术，它有一个独立于CPU的DMA控制器。在数据拷贝的时候，CPU只需要告诉DMA控制器，拷贝数据的起始地址，数据长度，之后将总线控制权交给DMA控制器，就可以不需要CPU的介入，完成数据拷贝。使用DMA，在网卡从内存拷贝数据（发送），和网卡向内存拷贝数据（接收）时，只需要很少的CPU介入。
RSS全称是Receive Side Scaling，从名字上可以看出，这项加速技术只在网络数据接收时有效。具备RSS能力的网卡，有多个接收队列，网卡可以用不同的接收队列来接收不同的网络流，再将这些队列分配到不同的CPU核上进行处理，充分利用多核处理器的能力，将网络数据接收的负荷分散开，从而提高网络传输的效率。RSS虽然能更好的利用多核CPU，但是一方面，网络数据的分发需要考虑TCP连接，NUMA等因素，本身较为复杂。另一方面，它增加了网络传输对CPU的影响，前面说过计算机本身有计算任务，不可能只用来收发网络数据。在实际使用的时候，通常会将RSS限定在有限的几个CPU核上，以隔离网络传输带来的CPU影响。
NAPI全称是New API，这是Linux系统针对网络接收的优化。硬件I/O与CPU的交互一般有中断和轮询两种方式。中断的CPU代价较大，但是实时性好，且不需要CPU一直值守，而轮询需要CPU定期查询I/O，需要CPU一直值守，并且不是真正的实时。对于网卡来说，一个繁忙的网络，每次网络数据包到达，如果都采用中断，这样频繁的中断会影响系统的整体效率。而对于一个流量小的网络，如果采用轮询，一个是实时性差，会导致延时（Latency）上升，另一方面CPU需要一直值守，CPU效率低。NAPI根据不同的场景，采用不同的方式作为CPU和网卡的交互方法，在大网络流量的时候，采用轮询的方式，读取网卡数据，小网络流量的时候则采用中断的方式，从而提高CPU的效率。
