【知识详解】计算机网络总览及物理、链路、网络(秋招总结)
物理、链路、网络及总览
不同层常用协议
问：为什么要分层？
复杂的系统需要分层，比如常用的项目也是需要分层的，比如数据库操作、业务操作、前后端交互等，比如计算机网络里的分层，这样每一层就只需要专注于一类事情。具体的，在计算机网络里
- 1.各层之间相互独立，不需要关心其他层是怎么实现的，只需要知道自己如何调用下层的功能就可以了。
- 2.提高了整体的灵活性，每一层都可以使用最适合的技术去实现，只需要保证自己的功能然后暴露接口就可以了。
- 3.大问题化小，可以将复杂的问题分解为许多比较小的问题来进行处理和解决。这样整个系统就变的更简单容易实现了。
在TCP/IP协议中，TCP协议是基于IP协议的。IP协议是对应于网络层的协议，它是
一个不可靠的协议。TCP协议的可靠性保证给IP协议提供了可靠环境，从而使得IP协议可以不必考虑传输的可靠性，专注于网络层的功能。这也是协议分层的初衷。
应用层
应用层进程也就是应用程序间的通信交互，传输的数据单元称为报文，对于不同的网络应用需要用到不同的应用层协议
- HTTP协议(HyperText Transfer Protocol)超文本传输控制协议 主要是为web浏览器和web服务器之间的通信设计的。TCP的80端口。
- SMTP协议(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议，基于TCP协议，主要用来发送电子邮件。TCP的25端口。
IP协议解决了数据包的路由和传输，上层的TCP就可以不再关注路由和寻址；TCP协议解决了传输的可靠性和顺序问题，上层的应用层就可以直接使用TCP协议进行数据传输，不再需要关心数据段的丢失和重复
http是要基于TCP连接基础上的，简单的说，TCP就是单纯的简历连接，不涉及任何我们需要请求的数据；http协议使用来收发数据，就是为实际应用而来的；
物理层
- 1.想一下，if两台计算机要进行通信，那该怎么做呢，是不是可以直接拿根线把两者拉到一起，这样就可以了；
问题：那if多台计算机想要通信呢？每两台计算机之间都拉一条线吗？那线会不会有点多了？ - 2.所以可以有一个集线器(hub),这是啥呢？就是把线都拉到一个设备上面，不用两两之间都去相连了，比如1if想和3进行通信，那就可以1先到hub上，然后hub就把数据转发到连在自己这的其他计算机上，比如2.3.4.5，然后3收到后看到后是给自己的，那就把信息收下，其他的就都丢掉了；
问题：那if1.2同时发送呢，那这电信号肯定混在一起了，那目的机器解析不出来自己想要的数据了？ - 3.CSMA/CA:载波监听，也就是在发送之前先监听一下子，看这些链路上有没有人在发数据，if没有，那再发；
问题：那这样每次链路上只能有一个机器发数据，其他都得等着，这利用率也太低了；
数据链路层(MAC层)
- 4.所以可以采用一个新的设备：交换机(SW):交换机从某个端口收到数据包的时候，通过读取数据包中的目的MAC地址，也就是物理地址，对照自己内存里的地址表查看这个MAC地址和哪个端口是对应的，然后把这个数据包直接发给这个端口，不再整个线路上去广播了；if没有找到，这时候再去广播，发给所有的端口，对应的计算机就会收到这个帧并接收，然后交换机把这个计算机的mac地址和端口号记录到地址表里，做一个更新；
问题：那每台交换机的端口号其实是有有限的，大规模的设备该怎么办呢？ - 5.桥接：交换机是可以桥接的，也就是把两个交换机接到一起，然后在地址表里更新为两个桥接的交换机的端口即可；但是这种利用率其实还是比较低；所以更适合在局域网里采用；
三个基本问题
封装成帧
在数据链路层传输是采用的帧这种格式，也就是对于上层网络层交付下来的ip数据报，数据链路层会将其封装成帧。在首尾添加帧首部(SOH)和帧尾部(EOH);
透明传输
在原始数据里可能存在SOH和EOH这样的帧开始符合帧结束符，所以需要进行字节填充，也就是在这些符号前添加转义字符ESC；
差错控制
在传输过程中，可能会出错，所以在数据链路层提供了简单的差错控制机制；最常用的比如就是循环冗余检验CRC
网络层
在整个世界上，不能几十亿台设备都靠广播，靠这种吼的方式，所以实际上采用一种方式来区分广播域，只有在一个广播域里面了，再去广播；
ip数据报
ip地址
网络层功能
网络层主要负责路由转发和分组
在路由表中，存了目的主机所在的网络地址和下一跳的地址
主要的过程就是拿目的ip地址和子网掩码去按位与，查看是否是在同一个网络ip里，if是了，那就可以直接交付，if不是，就发到路由器上，然后查找路由表；
ARP协议
ARP是地址解析协议，也就是将ip地址转换为mac地址；
单纯的一个ip地址并不能确定处于哪个子网，需要依靠子网掩码，也就是子网掩码与ip地址按位与判断是否处于同一个子网络；
通信时，要知道目的ip地址：
- 判断源ip和目的ip在不在一个局域网内，也就是两者的子网地址是否一样；
- if一样的，那就可以拿到2的mac地址，依靠ARP协议；
在一个局域网里
主要就是判断两个计算机的子网地址一样，if一样的话，那就证明在一个局域网里，然后获得计算机2的mac地址；然后拿到mac地址之后再进行数据发送；
不在一个局域网里
不在一个局域网的时候就需要去获取网关的mac地址；
mac地址只在局域网里，要么转成局域网中计算机的，要么是网关的；
