OSI七层模型
底层->上层
- 物理层 （核心就是传输比特流，将数据从一个地方传递到另一个地方）， 物理设备（双绞线，光纤，无线...）
- 数据链路层 (主要的作用就是关心两个设备之间的数据传递)，建立逻辑连接，将数据包装成帧（差错校验， 保证可靠传输） mac地址 ----------局域网----------
- 网络层 （做路由的主要就是路由的选择）， 就是寻找地址，定位的到位（寻找最短路线），将数据包传递过去 ip包
- 传输层 （主要作用就是传输，将数据分段、重组、可靠传输） 网络层不太可靠，需要在传输层上做一些可靠传输。 传递的叫 数据段
- 会话层 建立会话
- 表示层 数据的表示方式 （将数据进行编码，处理等等）
- 应用层 用户使用的接口 http
给对方发送信件的过程 我们就可以用这七层来描述
- 1.应用层： 我需要先想到我要给对方写的内容是什么 应用层数据 （报文）
- 2.表示层： 这个信 用什么方式来写 json，xml，str，。。。 将数据按照特定的方式表示出来
- 3.会话层： 告诉女朋友我给你写信了，到时候你收到看一下。
----用户准备的数据-----
- 4.传输层： 找个快递我家在504房间，我需要把信寄给 701 （端口号） 数据段（端口号）
- 5.网络层: 给我个具体的门牌号 xxx省xxx市xxx区xxx街道xxx小区 ip包 (数据段（端口号）+ ip地支)
- 6.数据链路层： 需要我们将包裹，给总部，总部会根据地址进行划分，根据对应的快递路线来进行传输 数据帧（ip包 (数据段（端口号）+ ip地支) + mac地址）
- 7.物理层： 设备、飞机、汽车 ，将数据传递过去
真正使用的时候 一般是四层、五层协议 （报文） -》 数据段（端口号） -》 ip包 -》 数据帧 -》 传输
地址
-
通信是通过ip地址来查找对应的mac地址，ip地址是可以变化的，mac地址是无法变化的。 ip地址是逻辑地址，mac地址是物理地址
-
mac 地址就是每个通信的设备 都是通过网卡来通信的，每个网卡都有自己的mac地址（原则上唯一） mac地址-》 mac地址的通信
-
ip地址
- ipv4 (192.168.1.1) (我们的网络可以划分子网) 32 位⼆进制数值组成 最大就是42亿
- ipv6 地址由 8个16进制数组成， 8 * 16 = 128 2**128
寻址 寻的是mac地址，通过ip来寻找mac地址
-
物理层：
- 中继器 2口，延长数据的传输距离，可以放大信号的功能
- 集线器 多个口的中继器，可以通过它来让多个人进行数据的传输 （广播通信、不安全，浪费流浪，没有记录每个人的信息）
-
数据链路层: 交换机： 记住每个人的mac地址， 还有对应的插在哪个端口上了 . 可以记录每个设备和端口之间的关系，第一次通信通过广播后面就可以直接通信了，不需要广播 （只能是局域网）
-
网络层: 路由器上网的 wan口连接网线的 lan口 （没有wan口的路由器就是小型的交互机） 链接两个不同的子网 （网关）
数据传输就是根据ip地址来进行寻址，通过链路层来进行传递 （通过mac地址之间的通信）
TCP/IP协议簇（是整个osi模型里的所有协议）
Transmission Control Protocol / Internet 什么是协议？ 协议是用来干嘛的 （规范，约定好了的）
我们一般来说是三层以上才有“协议”
- 物理层，链路层： 多数都指代的事物理设备 （一般我们在七层网络协议中 最底下这两层，都没有协议都是在这两层之上的）
- 网络层 IP协议， （ARP协议 Address Resolution Protocol (通过ip地址来寻找mac地址 只能在局域网下使用)，应该是二层的协议， 归纳成三层协议）
- 传输层： TCP ， UDP
- 应用层： HTTP， DNS, DHCP ....
### ARP协议 （ip地址来寻找mac地址）
有缓存： ip -> mac地址
交换机： mac地址 -> 端口
有了源mac地址和⽬标mac地址，就可以传输数据包了。
DNS (Domain Name System) 域名系统
DNS 是基于udp （不用建立连接 性能高）
当用户输入一个域名的时候按回车发生什么？ mac地址？（长） -》 ip地址（长） -》 域名（短）
域名 （顶级域名 test.baidu.com 几个店就是几级域名 2级域名, .com .cn 顶级域名）
dns解析的过程是一个递归查找的过程 我.哈尔滨.黑龙江.中国 域名。 默认当我们输入一个域名的时候 （不考虑缓存） 此时会找到离自己最近的根服务器。 通过根服务器.com 将.com的ip地址返回给你， 在像这个ip地址发送请求获取到这个ip地址中的baidu的ip地址
NAT （我们的内网地址无法直接访问外网，就需要将本地的地址转换成外网地址）
将内网地址转换成外网地址的作用 （如果用户量大划分子网）
TCP 和 UDP
TCP (可靠，且效率低)
-
在复杂的网络中数据是容易丢失的， 我们需要再网络的基础上增加一个可靠的传输 （三次握手，如果丢包了，会进行重传，可以控制传输速率）
-
tcp是一个双工通信协议 （单工，半双工 ，双工）。 可以通过tcp来进行可靠的双向通信
面向链接的 TCP数据段
为什么是三次握手？ 因为tcp是双工的，为了保证双方都能互相通信必须三次
- 我能不能给你发个短信以后
- 可以， 那我能不能给你发啊？ （2条含义 确认，询问）
- 好的
三次握手
- 客户端会发送握手请求 (客户端序列号seq = 0) (服务端也有一个seq = 0)
- 服务端收到之后，会在客户端的seq基础上+1， 作为应答表示我已经收到了这次握手的请求了， 我要告诉服务端我的序号是多少0
- 客户端收到后，会在服务端的序列号上+1 作为ack ack = 1 ， 并且用服务端的ack作为客户端的seq = 1
服务端会和客户端协商窗口大小。
数据传输
- 客户端给服务端说hello
- 服务端给客户端说hi
核心是客户端给服务端发送消息的时候 会传递len属性，和自己的seq=1，和对方的seq=ack, 对方收到后会基于你传递的seq + len = ack， 并且用你传递的ack 作为我自己的seq
服务端给客户端发送消息，将自己的seq，传递过去，将ack的值（对方的seq）传递过去 ,以及len， 对方收到后将对方的seq + len = ack ， 并且用你传递的ack 作为我自己的seq
可以维护上方的序列号， 双方都能知道该从几开始发消息了
分手的时候
- 双方的seq + 1， 达到分手的目的
- 为什么分手要四次？
分手的时候 需要等待消息发送完毕后，在询问，但是收到分手消息时，要立刻应答否则会认为丢包了（重发的情况）
tcp就是安全可靠谱，具备丢包重传你的能力，而且慢 （策略 慢开始）
udp
- 无连接的，不可靠，可以丢， 快
- UDP发出请求后，不考虑对⽅是否能接收到、内容是否完整、顺序是否正确。 收到数据后也不会进⾏通知。
- ⾸部结构简单，在数据传输时能实现最⼩的开销
tcp队头阻塞问题
-
tcp是有序传输的，我们需要将数据接收后进行，组合，组合方式靠seq (问题在于如果第一个收不到，此时无法发送后面的内容)
-
发送和接收，都有滑动窗口的概念，发送方的滑动窗口是为了，限制传输的速率，对方收到后，窗口会向后滑动，在窗口内的表示正在发送的数据，接收方也有一个窗口，用来描述接收了多少数据，还可以告诉发送端自己的窗口大小，一旦窗口为0则停止发送。等待缓存区的数据被上层应用读取后，会主动通知发送方窗口大小。（客户端也会主动发送探测包，来获取接收方的窗口大小） 控制速率
tcp的慢开始问题
- （慢开始）默认有一个ssthreash (达到此值时进入拥塞避免) 指数增长，线性增长。 如果丢包了（从0开始）？ 如果丢包了就真的表示拥塞了吗? (如果丢包就从0重新开始太浪费性能) 别回到0。 所以针对收到的内容会进行ack确认，如果丢了包，达到了3次ack还没有收到。则会快速重新传包（避免慢开始或者更新cwnd的值）
- tcp初次创建的时候 就是慢 （1个域名可以创建6个tcp请求，多个tcp请求都会有慢开始的情况，竞争问题）
如果采用tcp数据比较小的话，还会出现浪费空间的问题
- 当发送小数据的时候，我们会将多个小包进行粘包 （默认node中采用的事nagle算法，一段时间内发送的过程中，只能有一个小包， 也可以自己制定cork算法，尽可能拼接一起发送）
tcp滑动窗口来控制传输速率，慢开始和快重传(控制速率), 粘包，将多个包粘贴在一起。
慢开始、队头阻塞、tcp关闭后端口累计的问题也解决不了。
