超赞！华为工程师都爱不释手的两份图解网络，助你圆满大厂梦

写在前面

信息通信社会这个词俨然已经是现代社会的一个代名词。人们可以使用手机等信息终端随时随地进行交流，而这种环境正是要依赖于网络才得以实现。在这些网络当中，目前使用最为广泛的协议就是TCP/IP。

计算机网络、互联网领域的发展依然在继续，新的需求和新的服务不断涌现，今后势必会朝着多样化、复杂化的方向继续发展。而作为支持计算机网络、互联网的TCP/IP技术也是如此。它也会随着用户的需求不断进步。

然而，随着网络的发展和普及，也出现了很多新的挑战。面对使用者数量的激增、使用方法的多样化，为了能够在瞬间高效地传送大量数据，有必要研究如何构造一个 复杂的网络。甚至，还需要考虑在这样复杂的网络上如何进行严格的路由控制。为了克服这些挑战，人们正致力于提高构建网络的性价比，审时度势地根据市场要求更新网络设备，并为复杂的网络能够稳定运转而开发更好的运维工具。与此同时，还在为尽早培养一批有能力的网络技术人员而不断努力。

计算机网络相关的知识点是在面试过程中开发者经常被问到。当然可能这一块知识点与前面的操作系统、数据库相比较比重可能没那么高。但是优秀的你，一定是想做好充分的准备吧！

第一份笔记：图解TCP/IP【5】

目录

由于内容较多，就不一一展现了........Σ( ° △ °|||)︴

第1章网络基础知识

本章总结了深入理解TCP/ IP所必备的基础知识，其中包括计算机与网络发展的历史及其标准化过程、0SI参考模型、网络概念的本质、网络构建的设备等。

• 计算机网络出现的背景
• 计算机与网络发展的7个阶段
• 协议
• 协议由谁规定
• 协议分层与OSI参考模型
• OSI参考模型通信处理举例
• 传输方式的分类
• 地址
• 网络的构成要素
• 现代网络实态

从独立模式到网络互连模式

计算机网络的产生

OSI参考模型

前面只是将协议简单地分为了两层进行了举例说明。然而，实际的分组通信协议会相当复杂。OSI参考模型将这样一个复杂的协议整理并分为了易于理解的7个分层。

网络的构成要素

第2章TCP/IP基础知识

TCP和IP是互联网的众多通信协议中最为著名的。本章旨在介绍TCP/ IP的发展历程及其相关协议的概况。

• TCP/IP出现的背景及其历史
• TCP/IP的标准化
• 互联网基础知识
• TCP/IP协议分层模型
• TCP/IP分层模型与通信示例

ISP和区域网

传输层

第3章数据链路

本章主要介绍计算机网络最基本的内容一数 据链路层。如果没有数据链路层，基于TCP/ IP的通信也就无从谈起。因此，本章将着重介绍TCP/ IP的具体数据链路，如以太网、无线局域网、PPP等。

• 数据链路的作用
• 数据链路相关技术
• 以太网
• 无线通信
• PPP
• 其他数据链路
• 公共网络

非共享介质网络

以太网

公共无线LAN

第4章IP协议

本章我们来学习IP ( InternetProtocol,网际协议)。IP作为整个TCP/IP中至关重要的协议，主要负责将数据包发送给最终的目标计算机。因此，IP能够让世界上任何两台计算机之间进行通信。本章旨在详细介绍IP协议的主要功能及其规范。

• IP即网际协议
• IP基础知识
• IP地址的基础知识
• 路由控制
• IP分割处理与再构成处理
• IPv6
• IPv4首部
• IPv6首部格式

IP基础知识

IP大致分为三大作用模块，它们是IP寻址、路由(最终节点为止的转发)以及IP分包与组包。以下就这三个要点逐一介绍。

IP地址的基础知识

在用TCP/IP通信时，用IP地址识别主机和路由器。为了保证正常通信，有必要为每个设备配置正确的IP地址。在互联网通信中，全世界都必须设定正确的IP地址。否则，根本无法实现正常的通信。

第5章IP协议相关技术

IP (InternetProtocol)旨在让最终目标主机收到数据包，但是在这一过程中仅仅有IP是无法实现通信的。必须还有能够解析主机名称和MAC地址的功能，以及数据包在发送过程中异常情况处理的功能。此外，还会涉及IP必不可少的其他功能。

• 仅凭IP无法完成通信
• DNS
• ARP
• ICMP
• DHCP
• NAT
• IP隧道
• 其他IP相关技术

ARP的工作机制

NAT

IP隧道

第6章TCP与UDP

本章旨在介绍传输层的两个主要协议TCP (Tr ansmissionControlProtocol)与UDP (User Datagram Protocol) 。

• 传输层的作用
• 端口号
• UDP
• TCP
• 其他传输层协议
• UDP首部的格式
• TCP首部格式

端口号

UDP的特点及其目的

UDP不提供复杂的控制机制，利用IP提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那刻，立即按照原样发送到网络上的一种机制。

TCP的特点及其目的

为了通过IP数据报实现可靠性传输，需要考虑很多事情，例如数据的破坏、丢包、重复以及分片顺序混乱等问题。如不能解决这些问题，也就无从谈起可靠传输。

TCP通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。

第7章路由协议

在互联网世界中，夹杂着复杂的LAN和广域网。然而，再复杂的网络结构中，也需要通过合理的路由将数据发送到目标主机。而决定这个路由的，正是路由控制模块。本章旨在详细介绍路由控制以及实现路由控制功能的相关协议。

• 路由控制的定义
• 路由控制范围
• 路由算法
• RIP
• OSPF
• BGP

路由控制范围

随着IP网络的发展，想要对所有网络统一管理是不可 能的事。因此，人们根据路由控制的范围常使用IGP ( Interior Gateway Protocol) 和EGP (Exterior Gateway Protocol) (EGP是 特定的路由协议名称，请不要与其他同名讨汇混淆。)两种类型的路由协议。

RIP

RIP ( RoutingInformationProtocol)是距离向量型的一种路由协议。广泛用于LAN。被BSD UNIX作 为标准而提供的routed (在UNIX系统上的一个守护进程。该进程实现了RIP协议。)采用 了RIP.因此RIP得到了迅速的普及。

RIP中路由变更时的处理

BGP

BGP ( Border Gateway Protocol)，边界网关协议足连接不同组织机构(或者说连接不同自治系统)的一种协议。因此，它属于外部网关协议(EGP)。具体划分，它主要用于ISP之间相连接的部分。只有BGP、RIP和OSPF共同进行路由控制，才能够进行整个互联网的路由控制

第8章应用协议

• 应用层协议概要
• 远程登录
• 文件传输
• 电子邮件
• www
• 网络管理
• 其他应用层协议

一般情况下，人们不会太在意网络应用程序实际上是按照何种机制正常运行的。本章则旨在介绍TCP/IP中所使用的几个主要应用协议，它们多处于0S模型的第5层以上。

远程登录

POP

互联网的蓬勃发展

万维网(wWW. World Wide Web)是将互联网中的信息以超文本(超文本用以显示文本及与文本相关的内容。)形式展现的系统。 也叫做Web。可以显示WWw信息的客户端软件叫做Web浏览器(Web浏览器(Web Browser) ，有时也简称为浏览器。)。目前人们常用的Web浏览器包括微软的Internet Explorer. Mozilla基 金会的Firefox、Google公司的Google Chrome、 Opera软件 公司的Opera以及Apple公司的Safari等。

HTTP

当用户在浏览器的地址栏里输入所要访问Web页的URI以后，HTTP的处理即会开始。HTTP中默认 使用80端口。它的工作机制，首先是客户端向服务器的80端口建立一个TCP连接，然后在这个TCP连接上进行请求和应答以及数据报文的发送。

第9章网络安全

本章旨在介绍互联网中网络安全的重要性及其相关的实现技术。

• TCP/IP与网络安全
• 网络安全构成要素
• 加密技术基础
• 安全协议

TCP/IP与网络安全

起初，TCP/IP只用于一个相对封闭(并非不固定数目，而是在一个特定的用户群范围内。)的环境， 之后才发展为并无太多限制、可以从远程访问更多资源的形式。因此，“安全"这个概念并没有引起人们太多的关注。然而，随着互联网的日益普及，发生了很多非法访问、恶意攻击等问题，着实影响了企业和个人的利益。由此，网络安全逐渐成为人们不可忽视一个重要内容。

互联网向人们提供了很多便利的服务。为了让人们能够更好、更安全的利用互联网，只有牺牲些便利性 来确保网络的安全。因此，“便利性"和“安全性"作为两个对立的特性兼容并存，产生了很多新的技术。随着恶意使用网络的技术不断翻新，网络安全的技术也在不断进步。今后，除了基本的网络技术外，通过正确理解安全相关的技术、制定合理的安全策略(安全策略是指在如公司等组织内部，针对信息处理明文规定的统一标准和方法。)、按照制定的策略进行网络管理及运维成为一个重要的课题。

网络安全构成要素

随着互联网的发展，对网络的依赖程度越高就越应该重视网络安全。尤其是现在，对系统的攻击手段愈加多样化，某种特定程度的技术远不足以确保个 系统的安全。 网络安全最基本的要领是要有预备方案。即不是在遇到问题的时候才去处理，而是通过对可能发生的问题进行预测，在可行的最大范围内为系统制定安保对策，进行日常运维，这才是重中之重。

加密技术基础

一般情况下，网页访问、电子邮件等互联网上流动的数据不会被加密。另外，互联网中这些数据经由哪些路径传输也不是使用者可以预知的内容。因此，通常无法避免这些信总会泄露给第三方。

安全协议

第二份笔记：图解网络

图解HTTP常见面试题

HTTP基本概念

HTTP常见的状态码，有哪些?

IP基础知识全家桶

IP基本认识

IP在TCP/IP参考模型中处于第三层，也就是网络层。

网络层的主要作用是:实现主机与主机之间的通信，也叫点对点(end to end)通信。

公有IP地址与私有IP地址

在A、B、C分类地址，实际上有分公有IP地址和私有IP地址。

IP协议相关技术

跟IP协议相关的技术也不少，接下来说说与IP协议相关的重要且常见的技术。

• DNS域名解析
• ARP与RARP协议
• DHCP动态获取IP地址
• NAT网络地址转换
• ICMP互联网控制报文协议
• IGMP因特网组管理协

ping的工作原理

在日常生活或工作中，我们在判断与对方网络是否畅通，使用的最多的莫过于ping 命令了。

ICMP协议

ICMP类型

ICMP目标不可达类型的代码号

高能，被问千百遍的TCP三次握手和四次挥手面试题

TCP基本认识

TCP连接建立

TCP连接断开

Socket编程

TCP重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制

巨复杂的TCP

重传机制

TCP实现可靠传输的方式之一，是通过序列号与确认应答。

在TCP中，当发送端的数据到达接收主机时，接收端主机会返回一个确认应答消息，表示已收到消息。

超时重传

重传机制的其中一个方式，就是在发送数据时，设定一个定时器，当超过指定的时间后，没有收到对方的ACK 确认应答报文，就会重发该数据，也就是我们常说的超时重传。

看得见的TCP

TCP快速建立连接

客户端在向服务端发起HTTP GET请求时，一个完整的交互过程，需要2.5 个RTT的时延。

由于第三次握手是可以携带数据的，这时如果在第三次握手发起HTTP GET请求，需要2个RTT的时延。

但是在下一次(不是同个TCP连接的下一次)发起HTTP GET请求时，经历的RTT也是一样，如下图:

本文提纲

TCP三次握手的性能提升

TCP是面向连接的、可靠的、双向传输的传输层通信协议，所以在传输数据之前需要经过三次握手才能建立连接。

服务端优化

当服务端收到SYN包后，服务端会立马回复SYN+ACK包，表明确认收到了客户端的序列号，同时也把自己的序列号发给对方。

如何绕过三次握手?

三次握手建立连接造成的后果就是，HTTP 请求必须在一个RTT (从客户端到服务器一个往返的时间)后才能发送。

优化三次握手的策略

TCP四次挥手的性能提升

数据传输的优化策略

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TCP/IP网络协议

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IO课件

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