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計算機網絡體系分類
| 七層模型 | 五層模型 |
|---|---|
| 應用層 | |
| 表示層 | |
| 會話層 | 應用層 |
| 傳輸層 | 傳輸層 |
| 網絡層 | 網絡層 |
| 數據鏈路層 | 數據鏈路層 |
| 物理層 | 物理層 |
物理層
物理層主要實現的是主機與網絡之間的物理連接，講數據以二進制流(高低電平)在物理介質中傳輸。
通信方式
單工、半雙工、全雙工
信道複用
時分複用、頻分複用、碼分複用(發送的數據採用不同的編碼，信號是線性疊加的，這樣大大提高了線路的使用效率；接收數據時，只接收自己能識別的，其他的丟掉。)
數據鏈路層
數據鏈路層將上層數據轉化成幀，將幀從一個機器傳到另一個機器，通過Mac地址，以廣播的方式。
通信方式
- 點對點通信：通信方式是點到點的，也就是隻能是兩個點之間的通信。PPP(Point To Point)協議。
- 廣播通信：廣播通訊，也就是可以同時實現一對多的通信。CSMA/CD
PPP協議：
1.成幀問題 ：將物理層的bit流轉換爲二層幀
2.鏈路維護：鏈路的建立，維護與拆除
3.可靠性問題：差錯控制與流量控制
CSMA/CD：
先聽後發，邊發邊聽，衝突停發，隨機延遲後重發
核心要解決的問題
1、封裝成幀
2、透明傳輸
3、差錯檢測(CRC)–https://blog.csdn.net/hj605635529/article/details/72014203
爲什麼鏈路層、網絡層、鏈路層都有校驗?
1、首先鏈路層的校驗是CRC，僅能保證大部分情況下，是正確的；網絡層，對IP首部進行sumcheck也是同理；傳輸層的也同理。
2、因爲分層了，所以對於幀、IP數據包、段均有可能在傳輸中出現問題。比如在幀合成IP數據包時出現問題，IP數據包到段出現問題。
交換機
交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時，通過將MAC地址和端口對應，形成一張MAC表，即轉發表。
轉發表建立過程
PC1（192.168.1.1/24）--------（接口1）交換機（接口2）--------PC2（192.168.1.2/24），如果PC1要PING PC2（第一次通信）
PC1先判斷出PC2和自己處在同一個網段，由於兩臺PC是第一次通信，PC1的ARP表項中沒有PC2的MAC地址，於是PC1就發一個ARP請求（請求的內容是PC2的MAC地址），這個ARP請求的源MAC地址是PC1的MAC地址，目的MAC地址是全F（廣播包），交換機的接口1接收到ARP請求，把PC1的MAC地址加入接口1的MAC地址表，來表示PC1在我接口1下面；同時交換機向除了接口1之外的其他同一VLAN的端口轉發這個ARP請求（含接口2），接着PC2接收到到這個ARP請求，發現這個請求就是發給我的，於是生成了一個ARP響應包，來響應這個請求，這個響應數據幀的源MAC地址爲PC2的源MAC地址，交換機的接口2接收到這個響應數據幀之後把源MAC地址加入接口2的MAC地址表中。
網絡層
將上層傳過來的Segment分解成IP數據包，盡最大努力將IP數據包從一個子網傳到另一個子網。
IP協議
- ARP(Address Resolution Protocol,地址解析協議):將網絡的IP地址轉化爲實際的物理地址（MAC地址），並存儲在MAC地址表中。
- RARP:允許局域網的物理機器從網關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。網絡管理員在局域網網關路由器裏創建一個表以映射物理地址（MAC）和與其對應的 IP 地址。
- ICMP(網絡控制報文協議):用於進行差錯情況和異常情況的反饋，分爲詢問報文和差錯報告報文。
1、傳遞控制消息，控制消息是指網絡通不通、主機是否可達、路由是否可用等網絡本身的消息，比如PING；2、無連接； - IGMP(網際組管理協議)：用於控制和管理多播和組播的協議。
8組播（Multicast）傳輸：在發送者和每一接收者之間實現點對多點網絡連接。如果一臺發送者同時給多個接收者傳輸相同的數據，也只需複製一份相同的數據包。
網絡地址（IP地址）主要分爲五類：
網絡地址=IP地址&子網掩碼
廣播地址:將主機地址全變成1
若需要分配15臺電腦，需要幾位的主機地址。
需要5位。
若選取4位，2^4=16=14+1(網絡地址，代表一個網段)+1(廣播地址)。實際可用主機地址只有14個
路由選擇協議
內部網關協議(IGP):
- RIP協議(Routing Information Protocol，路由信息協議):基於距離矢量的協議(距離-跳數和方向-去哪兒)。
（1）僅和相鄰路由交換信息（2）路由器交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。也就是說，交換的信息是：“我到本自治系統中所有網絡的（最短）距離，以及到那個網絡應經過的下一跳路由器。”（3）按固定時間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。然後路由器根據收到的路由信息更新路由表。
算法分析：
A-B-C (三個路由相連)
A知道能到B，B知道能到A、C，C知道能到B。
| A | 目的IP | 跳數 |
|---|---|---|
| B | 0 |
當一次傳播之後，A知道B能到C，C也同理
| A | 目的IP | 跳數 |
|---|---|---|
| B | 0 | |
| C | 1 |
缺點：
- 由於15跳爲最大值，RIP只能應用於小規模網絡；
- 收斂速度慢；
- 根據跳數選擇的路由，不一定是最優路由。
- OSPF(Open Shortest Path First,開放最短路徑優先協議):基於鏈路狀態的協議。Dijkstra算法計算出到達每一網絡的最短路徑，並在檢測鏈路的變化情況（如鏈路失效）時執行該算法快速收斂到新的無環路拓撲。
外部網關協議(BGP):將一個大的網絡分爲多個小的自治域，每個自治域內有一個網關路由負責和其他的自治域的網關進行通訊。
傳輸層
提供端到端，應用程序間的段的通訊。
UDP(用戶數據報協議)
- UDP是無連接的
- UDP使用盡最大努力交付，但是不保證可靠交付
- UDP是面向報文的(無狀態的)
- UDP沒有擁塞控制
- UDP支持一對一，一對多，多對一，多對一的交互通訊
- UDP首部的開銷小
TCP(傳輸控制協議)
- TCP是面向連接的
- 每一條TCP連接只能由兩個端點，每一條TCP連接只能是點對點的TCP連接
- TCP提供可靠交付的服務
- TCP提供全雙工通信
- 面向字節流(有狀態)
1、可靠
- 確認ACK
- 超時重傳
2、流量控制
- 滑動窗口(停等->後退N->選擇重傳)
3、擁塞控制
- 慢啓動
- 擁塞避免
- 快速遞減機制
- 快速重傳
- 快恢復
應用層
HTTP1.0、HTTP1.1、HTTPS、HTTP2.0