《图解TCP/IP（第五版）读书笔记》一

结合工作经验，觉得自己对于计算机网络部分的知识有些淡忘了，为了温故这部分的知识，自己重新看了《图解TCP/IP（第五版）》的内容，并整理了如下的笔记。

第1章：网络基础知识

1. 按照规模，将计算机网络划分为WAN（Wide Area Network，广域网）和LAN（Local Area Network，局域网）。

2. 协议是计算机进行网络通信需要事先达成的一种“约定”。这种“约定”使得由不同厂商的设备、不同的CPU以及不同的操作系统组成的计算机之间只要遵循相同的协议就可以实现通信。

分组交换协议：将大数据分割成一个个叫做“包”的单位进行传输。计算机通信时会将每一个“包”带上“报文首部”按照顺序发送，每一个报文首部会包含发送端地址、接收端地址和“包”序号。

3. TCP/IP协议的制定者不是ISO（国际标准化组织），是由IETF（Internet Engineering Task Force）制定的协议。TCP/IP是IP、TCP、HTTP等协议的集合，是统称的说法。

4. 作为通信协议设计指标的OSI参考模型：

上下层之间进行交互时所遵循的约定是“接口”，同一层的是“协议”，如下图所示

                                           

OSI参考模型及其每一层的功能如下所示

                                        

表示层：负责数据格式的转换。

传输层：负责可靠的传输。

网络层和数据链路层：都是基于目标地址将数据发送给接收端的，但是网络层实现的是整个数据的传输，数据链路层只负责发送一个分段内的数据。

物理层：将数据的0、1转换为电压和脉冲光传输给物理的传输介质，相互直连的设备之间使用地址实现传输，将地址称为MAC地址，也称为物理地址/硬件地址。

注：对应于每一层，都有对应的通信协议。

5. 传输方式的分类

（1）网络通信方式有两种：电路交换、分组交换。

分组交换中计算机与路由器之间以及路由器与路由器之间通常只有一条通信线路。在电路交换中，计算机之间的传输速度是不变的。但是在分组交换中，速度可能会有不同，还会出现网络拥堵的情况。

（2）根据接收端数量分类

分为单播、广播、多播、任播。

单播：1对1通信

广播：消息从1台主机发送至与之相连的多台主机，没有指定接收的主机。

多播：和广播一样，但是需要指定接收的主机。

任播：从目标主机群里选出一台最符合网络条件的主机作为目标主机发送消息，然后按照单播的方式传输信息。

6. 地址

每一层的协议所使用的地址都不尽相同。

地址是具有唯一性和层次性。层次性，如：IP地址是由网络号和主机号两部分组成的。即使IP地址不同，若主机号不同，网络号相同，则说明在同一个网段。通常，同一个网段的主机属于同一个部门或集团组织，在组织结构、提供商类型和地域分布上比较集中，为IP寻址带来了极大的方便。

7. 网络的构成要素

数据传输的过程中，两个设备的数据流动的物理速度是传输速率，单位是bps（每秒比特数），传输速率又被称为带宽。连接计算机之间的硬件设备如下

                                            

网关：负责将从传输层到应用层的数据进行转换的转发的设备。通常会使用一个表示层或应用层网关，在两个不能进行直接通信的协议之间进行翻译，最终实现两者的通信。如互联网邮件与手机邮件之间的转换的服务，使得计算机与手机之间可以互发邮件。

           在使用WWW（World Wide Web，万维网）时，为了控制网络流量及处于安全的考虑，有时会使用代理服务器。这种代理服务器是网关的一种。

8. 现代互联网实态

虚拟化技术：当一个网站（也可以是其它系统）需要调整运营所需要的资源时，并不增减服务器、存储设备、网络等实际的物理设备，而是利用软件将这些设备虚拟化，在有必要增减资源的时候，通过软件按量增减的一种机制。这种机制也被称为“云”。

 

第2章 TCP/IP的基础知识

1. TCP：Transmission Control Protocol，IP：Internet Protocol。

    让TCP/IP更迅速地实现和普及的是源自于它的标准化。

    可以通过RFC（Request For Comment）查看TCP/IP的规范。

2. TCP/IP协议分层模型：

                                                  

TCP/IP应用的架构大多属于客户端/服务端模型。

3. TCP/IP协议分层模型的通信实例

如下图所示

                                    

每个包首部至少包含两个信息：发送端和接收端地址、上一层的协议类型。具体表示如下

                                                

 

第3章 数据链路

1. 数据链路的相关技术：

            （1）MAC地址；（2）共享介质型网络；（3）非共享介质型网络；

            （4）按照MAC地址转发；（5）环路检测技术；（6）VLAN。

共享介质型网络：多个设备共享一个通信介质的网络，获得数据时采用争用方式或令牌传输方式；

非共享介质型网络：对介质采用专用的一种传输控制方式，网络中的每个站直连交换机，由交换机负责转发数据帧。

VLAN：在交换机端口区分多个网段减少网络负载和提高网络的安全性。如下所示：

                                                                  

2. 常见的数据链路

如下所示

                                             

无线：常见的有RF-ID、蓝牙、Wi-Fi、3G、4G等。

PPP（Point-to-Point Protocol）：即1对1连接计算机的协议。它不像以太网和FDDI，后两者不仅与数据链路层有关，还与物理层有关，而PPP只与数据链路层有关。

3. 公共网络

人们可以与运营商签约、付费不仅可以实现联网还可以与距离遥远的组织机构进行通信。

如：移动通信服务、有线电视、专线、VPN（虚拟专用网络）、公共无线LAN（公开的可以使用Wi-Fi等的服务）。