网络原理之初识

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1、 网络出现的目的：实现数据在多个设备之间交换。

2、 网络上常见的设备：
组网用的设备：集线器，交换集；
联网用的设备：路由器

3、交换机
结点在硬件层面上是如何交换数据的？
交换机最底层的数据（物理上的）发送，数据是被发送给所有结点的；
因为局域网内的数据是发给全部结点的，所以交换只能起到局域网组网的作用。

4、 路由器
路由器是联网用的，工作在局域网和局域网之间交换数据的。
路由器划分局域网，工作在网络层。

5、协议
所谓协议就是一种约定，一种游戏规则；
协议标准：UTF-8是美国人制定的

6、 网络分层：
分层的好处：实现了专业人的做专业的事——封装
分层的坏处：各扫门前雪，不管他人瓦上霜

7、 真实的计算机网络中，只采用的分层 + 常见协议（标准协议），OSI 7层协议（理想中的，实际中没有用起来）

8、常用协议
物理层：解决直接相连的结点的通信问题（网卡负责的工作）
数据链路层：解决局域网结点的通信问题（操作系统负责的工作）（内核态）
网络层：解决跨局域网结点和结点通信问题（操作系统负责的工作）（内核态）
传输层：解决的是进程到进程的通信问题（操作系统负责的工作）（内核态）
应用层：业务上的内容，怎么处理，每个业务相关（我们使用网络的工作，通过socket数据交换）（用户态）

9、 数据链路层主要解决的问题
1）广播域中，数据如何保证只有目标结点收到？
发送的数据中带着名字，这个名字用技术术语就是：MAC地址；每个网卡都有全世界独一无二的MAC地址。取数据中的目标MAC地址，和自己的MAC地址做对比，如果一样，则接收，并且把数据给了网络层继续处理，否则丢弃。（所以说局域网内没有安全的数据。）
2）冲突域的问题。
如果突然好多节点都发送数据，而信道（通信的通道）中一次只能发送有限的数据，大家就冲突了。
退让：大家都停一下，各自等一个随机时间，局域网内的节点数量不是无限多的。所以概率上是可以成功的完成，虽然可能需要退让一段时间。一个局域网里接入的设备特别多，就很容易卡。冲突概率变高了。大部分局域网是会划分冲突域 的。

10、在局域网内部，结点A的应用层是如何发送数据到B的应用层？
A应用层——》数据链路层：封装
B数据链路层——》应用层：解包/分用
解包：把对方加的各层的头全部删掉
分用：为了解决每层其实不止一种协议的问题

11、 数据类似一个脉冲图，每个路由器都会在网络层对数据进行重新处理。
源+目的IP是远大目标
源+目的MAC是小目标
小目标必须根据大目标推断而来。

12、三个通信的场景：
局域网内设备和设备之间，为什么能直接通信？
（物理层+链路层）
局域网内，应用层和应用层之间通信需要注意什么？
（封装+解包/分用）
互联网内，应用层和应用层之间通信需要注意什么？
（在网络层重新加工数据：主要变更源 + 目标MAC地址
根据源+目标IP，确定目标MAC，这是路由器的作用)

13、网络在计算机中所起的作用：
I）只要在互联网中的设备，就可以实现数据的交换（结点对结点）
Ii）只要在互联网中的设备，设备上任意两个进程之间可以进行数据交换（端对端）

14、不同层称呼数据的方式：
应用层：请求/响应
传输层：UDP：数据报/TCP:段
网络层：IP:包
数据链路层：帧

15、什么是socket套接字?
OS系统提供的一套标准接口（不是Java中的接口），可以让所用应用层的程序，使用网络进行数据的交换。

16如何在互联网中确定一个进程呢？
IP + 端口。
所谓端口，就是[0-65536]的数字。
四元组标识互联网的唯一一个通信通道：
本地IP + 本地port + 远端IP+远端port
五元组 = 四元组 + 协议信息（TCP/UDP）
为了让IP地址可以唯一标识一台设备，所以一个IP地址只能属于一台设备，反过来，一台设备可以有多个IP地址。
为了让port端口可以唯一标识一个进程，所以一个port只能属于一个进程，反过来，一个进程可以有多个port。

17、传输层最常见的两个协议：
UDP:用户报文协议——不可靠的，无连接的，面向报文的
TCP:传输控制协议——可靠的，有连接的，面向流的

18、应用层上的C/S架构：客户端（Client）/服务器（Server）架构

19、UDP协议三个特点：

1. 不可靠的
   如果你发送的数据过多，或者网络不太好的时候会出现：
   I） A发送的数据B没有收到，同时A不知道这个事情。你发送的数据对方是否收到你不清楚。
   UDP的发送成功：指的仅仅是数据被发送到网卡（网络）上了，不代表对方确实收到了。
   Ii）A是按照|abc| |def| |hij|顺序发送的，不代表B也一定按照同样的顺序|abc| |def| |hij|收到，UDP不保证发送的数据报的顺序
2. UDP无连接
   每次发送时带着Server的信息（IP+port），不需要提前做准备工作（建立连接）
3. 面向数据报文
   A发送的数据按照某种方式发送了三个数据报文，假设B能可靠的（收到并且有序）收到了数据则B也一定按照这种顺序三个报文的形式收到的。
   即A调用了几次发送，对等的B就需要调用几次接收。

20、TCP协议（面向字节流）三个特点：

1. 可靠的
   A是按照|abc| |def| |hij|顺序发送的，B一定保证收到（如果B收不到，A能知道）但是，B不一定按照同样的顺序|abc| |def| |hij|收到，它可以一次性接收|abcdefghij| 也可以|abcde| |fhij|也可以
2. 有连接的
3. 面向字节流
   面向字节流给我们写代码造成一个问题，就是B收到了|abcdefghij|那B要如何知道A发送了几个请求过来？
   需要指定应用层协议：
   1、 规定请求是固定长度，每4个字节是一个请求
   2、 规定先发送4个字节过来，这四个字节代表请求长度，然后再发送请求
   3、 规定使用特殊字符分割\r\n
   4、 规定一个链接中只会发送一个请求。

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