我眼中的计算机网络

互联网概述
计算机网络由若干个结点和连接这些节点的链路组成的。网络中的节点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。
2020互联网所处的阶段
多层次ISP结构的互联网，互联网提供者(Internet Service Provider)可以从互联网管理机构申请很多IP地址，同时拥有通信链路以及路由器等联网设备。个人和机构，向ISP购买上网服务。中国联通、中国电信、中国移动是我国著名的ISP。
互联网的组成部分

• 边缘部分：由所有连入互联网的主机构成，这部分是用户直接使用的。在互联网的端系统之间的通信方式可以划分为两大类：客户-服务器方式和对等方式。B/S(浏览器-服务器方式)是C/S的一种。
• 核心部分：为边缘部分提供服务的(提供连通和交换)。互联网的核心部分起到特殊作用的是路由器，它是一种特殊的计算机，路由器是实现分组交换的关键构件，任务是转发收到的分组。
  分组交换采用存储转发技术，我们把要发送的整体数据当作一个报文，在发送报文之前，将整块报文划分为一个个更小的等长的数据段。在每一个数据段前面，加上一些必要的由控制信息组成的首部，就构成了一个分组。
  主机是为用户进行信息处理的，路由器则是用来转发分组的。路由器收到一个分组后，先暂时存储一下，检查其首部，查看转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，将分组交给下一个路由器。

物理层
物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用正是尽可能地屏蔽这些传输媒体和通信手段地差异，使物理层上面地数据链路感觉不到这些差异。

物理层下面的传输媒体
传输媒体可以分为两大类：导引型传输媒体(有固体介质)和非导引型传输媒体。
导引型传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆
非导引型传输媒体：地面微波接力通信、卫星通信

宽带接入技术
用户想要连接到互联网，必须先连接到某个ISP，以便获取上网的IP地址。宽带接入技术分为两大类：有线宽带接入和无线宽带接入。

信道Channel
信道和通信电路不同，信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。因此，一条通信电路包含一条发送信道和一条接收信道。
信道复用技术：频分复用技术、时分复用技术和统计时分复用技术

数据链路层
数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道和广播信道。
数据链路层协议有很多种，但三个基本问题是共同的：封装成帧、透明传输和差错检验

适配器
计算机和外界局域网的连接是通过通信适配器进行的。适配器本身是在主机箱内插入的一块网络接口板(又称网卡)。在通信适配器上面，安装有处理器和存储器，适配器和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行方式进行，适配器和计算机之间是以并行的方式进行传输的。因此，适配器的一个重要作用就是进行串行和并行传输之间的转换。
计算机的硬件地址在适配器的ROM中，而计算机的软件地址(IP地址)，在计算机的存储器中。

集线器
以太网采用星型拓扑，在星形的中心添加一种可靠性非常高的设备，叫做集线器。双绞线以太网总是和集线器配合使用的。

以太网的MAC地址
在局域网中，硬件地址又称为物理地址或MAC地址(因为这种地址用在MAC帧中)，它存在适配器的ROM中。

网络层
在计算机领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务(“面向连接"和"无连接”)？
网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。网络在发送分组时，不需要先建立连接，每一个分组独立发送，与前后的分组无关。网络层不提供服务质量的保证。采用这种设计思想：网络造价大大降低、运行方式灵活、能够适应多种应用。

网际协议IP
IP地址及其表示方法：IP地址就是给互联网上每一台主机(或路由器)的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32位的标识符。
IP地址的编址方式：

• 分类的IP地址
  分类的IP地址，就是将IP地址划分为若干个固定类，其中的都是由两部分组成的，其中第一个字段是网络号，它标志着主机连接的网络；第二个字段是主机号，它标志着在连接网络内，主机的地址。
  IP地址中，全0表示本机；网络号字段全0，表示本网络。
  网络号为127保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信，若主机发送一个目的地址为环回地址(127.0.0.1)的IP数据报，则主机的协议软件就处理数据报中的数据，而不会把数据报发送给任意网络。
• 子网的划分
  IP字段中又增加了一个"子网号字段"，使得两级IP地址变成三级IP地址，这种做法叫做划分子网。
  子网掩码：
  不管有没有划分子网，只要把子网掩码和IP地址进行逐位与运算，就立即能得出网络地址，更加便于查找路由表。
• 构成超网

IPV6
IPV6仍然支持无连接的传送，但是将协议单元PDU称为分组，而不是IPV4的数据报。IPV6引入了更大的地址空间，将IPV4的32位增大到128位。

运输层
运输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能部分的最底层。两台主机进行通信，就是两台主机中的应用进程之间的通信。
运输层有一个重要的功能-复用和分用。复用，发送方不同的应用进程可以使用同一个运输层协议传输数据。分用，是指接收方的运输层在剥去报文的首部后，能够把这些数据正确交付目的应用进程。
网络层为主机之间的通信提供逻辑通信，而应用层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。运输层提供两种运输协议，即面向连接的通信TCP和无连接的通信UDP。

运输层的端口
将一个特定机器上运行的特定进程，指明为互联网上通信的最后终点是不可行的。因为进程的创建和撤销是动态的，通信的一方无法识别对方机器上的进程。
解决这个问题的方式，是端口。虽然说网络通信的终点是进程，但是，我们只要将报文提交给对应的端口，剩下的工作(提交给对应的进程)就可以由UDP或TCP进行了。
端口号具有本地意义，它标志本计算机应用层的各个进程和运输层交互的层级接口。在互联网的不同主机间，相同的端口号是没有关联的。

无连接的协议UDP
UDP只是在IP的基础上，添加了复用和分用的功能以及无差错检验的功能。UDP支持一对一、一对多和多对多的交互通信。

面向连接的TCP
TCP是面向连接的服务，在传送数据之前，必须先建立连接，数据传送结束后，要释放连接。TCP不提供多播和广播，只提供一对一的单播。
三次握手：
第一次握手：建立连接后，客户端发送Syn包，并进入到syn_send状态，等待服务器确认

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的Syn，同时自己也发送一个Syn包，即Syn+Ack包，此时服务器进入Syn_Recv状态。

第三次握手，客户端收到服务器的Syn+Ack包，向服务器发送Ack包，此包发送完毕。客户端和服务器进入连接成功状态，完成三次握手。

应用层
计算机网络解决了怎么给计算机提供应用服务的过程，也解决了如何将通信服务提供给应用进程来使用。

域名系统DNS|FTP
DNS将域名解析成为IP
FTP文件传输协议
万维网：Word Wide Web并非特殊的计算机网络，万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。万维网链接的办法能非常方便的从一个站点链接到另一个站点，从而主动的按需获取丰富的资源，
万维网以客户服务器方式工作，客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户想要的万维网文档。在一个客户程序主窗口上显示出来的万维网文档称为页面。

万维网必须解决的几个问题？
1，怎么标志分布在整个互联网上的各种链接？
万维网统一使用资源定位符URL来标志万维网上的各种文档
2，用什么样的协议实现万维网上的各种链接？
HTTP是应用层协议，它使用TCP连接进行可靠的连接。
3， 怎么使不同的作者创作不同规格的万维网文档，都能在互联网的各种主机上显示出来，同时让用户知道什么地方可能存在链接？
万维网使用超文本标记语言HTML
5， 怎么让用户方便的找到需要的资源？
用户可以使用搜索工具在万维网上方便地查找所需地信息

系统安全：防火墙和入侵技术
防火墙是一种访问控制技术，通过严格控制进出网络边界地分组，禁止任何不必要地通信，从而减少潜在入侵地发生。防火墙是一种特殊变成的路由器，安装在一个网点和其他网络之间，目的是为了实时网络控制技术。

入侵检测系统IDS会在已经发生入侵，但还没有发生更大侵害前，检测到入侵，以便组织入侵，将损失降到最小。

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来源： https://blog.csdn.net/qq_43057549/article/details/111980959