1. 两种通讯交换方式：电路交换，分组交换
1.1 电路交换
特点： 资源分片，通信占用，传输效率低
步骤：
- 建立连接（分配通信资源，建立一个占用的物理通路）
- 通话（一直占用通信资源）
- 释放连接（归还通信资源）
1.2 分组交换
报文：表示数据的整块信息
特点：不会占用资源，使用时用全部资源
步骤：
- 将报文分成等长的数据段
- 组成首部：添加必要的控制信息（比如目的地址）
- 包含首部的数据段称为分组，首部也可以称为包头
- 发送分组
- 分组交换机接收到分组后，先将分组储存起来，检查首部，查表找到对应的端口号并转发
- 目的主机收到后，去掉首部，组成原始报文
2. 常见的网络策略
2.1 Tit-for-tat（以牙还牙）
核心原理：每个节点根据对方的行为决定自己的行为
规则：
- 友好：初始状态下，每个节点都对其他节点友好，即愿意与其他节点合作。
- 报复：如果一个节点发现另一个节点没有与自己合作，它将停止与那个节点合作。
- 宽容：如果一个节点发现另一个节点恢复了合作，它将再次与那个节点合作。
- 公平交易：节点之间的数据交换基于公平的原则，只有当一个节点从另一个节点接收到数据后，它才会回传数据给那个节点。
应用：
在BitTorrent协议中，Tit-for-tat策略被用于对等节点之间的上传和下载管理。
- 上传带宽分配：每个节点优先选择给自己上传最多的节点
- 选择合作伙伴：每个节点定期评估并选择新的合作伙伴，尝试发现更高效的节点进行数据交换；
- 随机化：每隔一段时间，每个节点会随机选择一些新的节点进行合作
补充：
简单介绍一下BitTorrent协议（peer-to-peer）：用于分发数据和共享电子文件在互联网上，是目前最流行的P2P文件共享协议之一。
- 种子和对等体：
- 种子（Torrent）：是一个小的文件，它包含了下载某个文件文件集所需的元信息，比如文件列表、各文件块的大小和它们的加密散列值等。
- 对等体（Peer）：参与文件共享的计算机。它们可以是只下载数据（leecher 或 downloader） 或同时下载和上传数据（seeder）的。
3. TCP协议和UPD协议对比
3.1 TCP协议（传输控制协议）
特点
- 连接导向：TCP协议是面向连接的协议，通讯双方在传输数据之前需要建立连接，通过三次握手实现；
- 可靠性：TCP协议通过序列号（sequence）、确认应答（ACK）、重传机制等保证数据的可靠性；
- 有序传输：TCP确保数据按照发送顺序到达接收方；
- 流量控制：TCP使用滑动窗口机制进行流量控制，防止发送方发送数据过快导致接收方来不及处理。
- 拥塞控制：TCP采用多种拥塞控制算法（如慢启动，拥塞避免）来避免网络拥塞。
工作过程
- 建立连接：通过三次握手
- 数据传输：利用序列号和确认应答机制传输数据，并进行流量控制和拥塞控制
- 断开连接：通过四次握手终止连接，确保所有数据已经传输完毕
使用场景：
- 网页浏览：（HTTP/HTTPS）
- 文件传输：（FTP）
- 电子邮件：（SMTP、IMAP、POP3）
- 远程登录：（SSH、Telnet）
3.2 UDP协议（用户数据报协议）
特点：
- 无连接：通信双方不需要建立连接，直接发送数据包
- 不可靠传输：不保证数据的可靠传输，不进行重传和确认应答
- 无序传输：不保证数据包数据发送顺序与接收顺序一致
- 简单高效：头部开销小，数据传输效率高，适合对实时性要求高的应用
工作过程：
- 数据封装：发送方将数据封装成UDP报文
- 数据传输：直接将报文发送到网络上，不进行连接建立和状态维护
- 数据接收：接收方从网络上接收报文，不进行顺序和完整性检查
使用场景：
- 视频流媒体：实时视频会议
- 音频流媒体
- 在线游戏（对延迟敏感）
3.3 TCP协议如何保证数据传输的可靠性
- 序列号和确认应答机制（Sequence Numbers and Acknowledgments）：TCP使用序列号对每个数据段进行编号，并要求接收方对收到的数据段发送确认应答（ACK）
- 重传机制(Retransmission Mechanism)：如果发送方在合理的时间内没有收到数据段的确认应答，它会重传数据段（通过定时器实现）
- 超时重传：发送方设置一个定时器，当数据段发送后，如果在超时时间内没有收到确认应答，发送方会重传该数据段。
- 快速重传：如果发送方连续收到三个相同的确认应答（表示接收方没有收到某个数据段，但收到了后续的数据段），发送方会立即重传丢失的数据段。
- 流量控制（Flowing Control）：TCP使用滑动窗口协议来实现流量控制，确保发送方不会超过接收方的处理能力
- 滑动窗口：接收方会通知发送方自己当前的接受窗口大小，发送方根据这个窗口大小控制发送数据量
- 接收窗口：接收方在确认应答中包含其接收窗口大小，告诉发送方还有多少缓冲区可以接收数据
- 拥塞控制（Congestion Control）：
- 慢启动（Slow Start）：发送方开始时发送少量数据，并逐渐增加发送窗口的大小，直到检测到网络拥塞或达到接收方的窗口大小。
- 拥塞避免（Congestion Avoid）：在慢启动阶段达到阈值后，发送窗口以线性增长的方式增加，避免拥塞。
- 快速重传和快速恢复（Fast Retransmit and Fast Recovery）：当检测到丢包时（通过重复确认应答），发送方立即重传丢失的数据段，并调整拥塞窗口以快速恢复数据传输。
- 数据完整性校验（Checksum）：每个TCP数据段都包含一个校验和，用于检测在传输过程中数据是否被篡改或损坏。
- 连接管理（Connection Management）：TCP通过三次握手（Three-Way Handshake）和四次挥手（Four-Way Handshake）机制来建立和终止连接，确保连接的可靠性
- 三次握手：建立连接时，客户端和服务器交换SYN（同步）和ACK（确认）消息，确保双方都准备好开始数据传输。
- 四次挥手：终止连接时，双方交换FIN（终止）和ACK消息，确保所有数据都已传输完毕并安全关闭连接。
- 数据分段和重组（Segmentation and Reassembly）：TCP将大数据块分割成小的TCP段进行传输，并在接收方将这些段重新组装成完整的数据。
- 分段：发送方将大块数据分割成适合网络传输的较小段。
- 重组：接收方根据序列号将接收到的段重新组装成原始数据块。
