计算机网络基础回顾
对于程序员来说，计算机网络的知识是很重要也很基础的。尤其是做web开发就要对http或者https很熟。有的时候涉及到域名，还会碰到跨域问题。这些其实都是计算机网络相关的知识，本篇就主要回顾下计算机网络中的重要内容：
- 1 IP地址
- 2 分层结构
- 3 网络层
- 4 传输层
- 5 应用层
IP地址
IP地址是一台机器在局域网或者公网上唯一的标识，比如最常见的我们检测本机的网络好不好使需要ping 127.0.0.1；在局域网的时候，需要设置局域网的地址，比如192.168.0.2；上网的时候，还需要配置猫...种种的操作都与IP地址有关系。
IP地址分类
IP地址的结构是这样的：0-255.0-255.0-255.0-255，但是并不是每一个ip都能随便给别人用的，IP地址大致分为五类：
| 类型 | 网络位与主机位 | IP范围 |
|---|---|---|
| A类 | 前8位为网络位 0开头 | 1.0.0.0/8-126.0.0.0/8 |
| B类 | 前16位为网络位 10开头 | 128.0.0.0/16-191.0.0.0/16 |
| C类 | 前24位为网络位 110开头 | 192.168.0.0/24-223.0.0.0/24 |
| D类 | 不区分网络位和主机位 1110开头 | 224.0.0.0-232.0.0.0 |
| E类 | 不区分网络位和主机位 11110开头 | 233.0.0.0-255.0.0.0 |
这里的网络位和主机位就涉及到子网掩码的作用了....一般公司或者我们自己上网的IP都是C类的。这个C类的地址只是一个出口，内部会形成一个局域网，内部的IP就随便分类啦...只要最后数据包能从这个口发出去就行啦。
note: 127.0.0.0/8作为环回地址测试使用
回环地址
127.0.0.1是回环地址，这个应该是众所周知的。那么它到底有什么作用呢？搜索了一下知乎的答案，可以这么理解：
127.0.0.1是专门给本机用的，叫做lookback，即回环，它是一块虚拟的网卡。如果本机的两个软件进行通信，就可以直接使用127.0.0.1，这样可以避免再走一次协议栈（物理层、数据链路层、ip层），节省了大量的时间。这个地址一般配置再电脑的hosts文件里面，当然你也可以改...改完大量的软件都可能不好使了...localhost默认就是指向的这个ip地址。
分层结构
计算机网络的体系结构有几种版本，最常见的就是OSI的七层网络模型：
物理层-->数据链路层-->网络层-->运输层-->会话层-->表示层-->应用层
另外还有TCP/IP的五层结构：
物理层-->数据链路层-->网络层-->运输层-->应用层
一般TCP/IP的五层体系结构说的比较多点，就简单的描述下他们每层的作用：
- 物理层：这一层涉及到信号的传输，比如双绞线呀、光纤啊等等
- 数据链路层：这一层具体的传输数据类，不过是按照Mac物理地址传输的。主要涉及的问题有数据帧的封装、传输和差错检测。有个很有名的机制——CSMA/CD载波监听多点接入／碰撞检测，用来处理传输的时候传输冲突的。
- 网络层：这一层涉及到IP到MAC的解析等，涉及到的协议有ARP、RARP、ICMP、IGMP等
- 运输层：这个是计算机网络中最重要的一层，因为它里面有两个协议——TCP和UDP，最重要的就是他们的区别，以及TCP的三次握手、四次握手机制，以及一些拥塞控制的方法
- 应用层：这一层的内容是与开发最接近的一层，比如DNS、FTP、HTTP、SMTP等等。
数据链路层
这一层主要负责数据帧的封装、传输和差错检测。
网络层
IP数据报
这一层是对数据报的基础封装，主要是针对分片和IP相关的内容：
协议
另外，这一层主要是几个网络协议很重要，其中包括：
ARP地址解析协议
ARP,Address Resolution Protocol 地址解析协议，是根据IP地址获取对应的物理地址。大致的流程是：
比如A主机访问B主机，对应的ip分别为ipa,ipb；对应的Mac地址为maca,macb
那么：
- A主机现在自己机器上的路由表，查找ipb对应的macb
- 如果找不到则广播请求，如果收到对应的应答，则记录到路由表中
这个APR的缓存一般都是在网卡中记录的。
RARP逆地址解析协议
RARP，Reverse Address Resolution Protocol 用于不知道自己IP只知道Mac地址而想要与其他主机通信的场景。原理过程与ARP差不多。
ICMP网际控制报文协议
ICMP,Internet Control Message Protocol 控制报文协议。这个协议其实日常使用非常多，比如ping和traceroute，它主要用于主机和路由之间传递控制消息。比如网络痛不痛、主机达不达、路由是否可用等等。
IGMP网际组管理协议
IGMP，Internet Group Management Protocol 组管理协议，在组播的场景下比较有用。平时接触的比较少...
单播、多播和广播
- 单播就是固定的两个ip之间的通信，比如访问网页、看看新闻等等；
- 多播一般用于局域网内的视频会议等等，可以节省流量。另外现在很火的直播技术，其实用的也是单播，而非组播。因为组播目前公网没有开放，应该是运营商利益问题或者是安全角度考虑吧
- 广播一般也是在局域网内，比如某个具有探测功能的集群，一般会采用这种方法。
VPN
VPN的全称是Virtual Private Network，是在公网上建立的专用网络，通过复杂的加密手段，可以实现目标地址的远程访问。比如一般的公司，都会开启VPN，这样你放假在家有事情也可以直接连公司的VPN，就像在公司一样进行办公。
常用的端口号
传输层
UDP
UDP, User Datagram Protocol 中文是用户数据报协议。是一种不需要进行连接的传输层协议，提供简单不可靠的服务，没有什么拥塞控制，这种传输协议主要就是用于音频视频的实时传输，丢包无所谓的场景。比如看足球直播，画面花一点或者停顿一下，都是无所谓的，只要后续的传输能正常继续就可以了。使用它的协议包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP
特点: 无连接、尽最大努力交付、面向报文；并且没有拥塞控制、支持多种对接方式、首部开销小。
小故事: 据说很多有年代的即时通讯比如QQ底层是基于UDP为主的，主要的原因就是TCP在0几年那个网络环境很差的时代，开销太大。一旦网络发生拥塞，TCP的重传或者三次握手，都会有很大的压力。因此就采用UDP，基于应用层进行重传、乱序等机制的封装。参考资料：QQ为什么以UDP为主TCP为辅
TCP
TCP，Transmission Control Protocol 传输控制协议，它是一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输通信协议。在可靠性方面，TCP通过超时重传以及确认机制进行传输；在流量控制方面，采用滑动窗口协议，进行窗口内的分组确认以及重传。
关于流量控制，有个很经典的机制就是——慢开始和拥塞避免，之前在做分布式日志采集的时候，想要引入这种机制来着，后来不了了之了。
TCP的连接采用三次握手机制
三次握手说起来很简单，就是A想和B建立连接，那么需要经过三个步骤：
- A发起连接请求
- B确认并且发起连接请求
- A确认B的连接请求
TCP的释放采用四次握手机制
因为TCP是全双工的通信方式，即两个方向都可以传输数据。因此在释放的时候需要双向进行释放。如果只释放了单向，那么另一个方向也是可以传输数据的。步骤大致如下：
- A发起关闭请求
- B确认
- B发起关闭请求
- A确认
状态机
