第一章 网络基础知识
1.5.协议分层
1.5.1 协议的分层
分层的优点：
协议分层就如同计算机软件中的模块化开发，分层可以将每个层独立使用，即使系统中某些分层发生变化，也不会波及到整个系统。通过分层能够细分通信功能，更容易单独实现每个分层的协议，并界定各个分层的具体责任和义务。
缺点：
过于模块化，使处理变得更加沉重以及每个模块都不得不实现相似的处理逻辑问题。
1.5.3 OSI参考模型
按照OSI惯例，进行通信的计算机称之为节点。
在TCP/IP中，称之为主机。
OSI参考模型终究是一个“模型”，并没有对协议和接口进行详细的定义，对学习和设计协议只能起到一个引导的作用。
OSI参考模型界定了每个阶层的协议和每个阶层之间接口相关的标准。
遵循OSI协议的产品叫OSI产品，他们所遵循的通信被称之为OSI通信。
1.5.4 OSI参考模型中各个分层的作用
应用层：为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节
表示层：负责将应用程序的数据格式与网络传输的数据格式进行转换，
会话层：负责通信连接的建立和断开
传输层：只在通信双方的节点上处理，不在路由器上处理，起到可靠传输的作用
网络层：将数据传输到目标地址，目标地址可以是由多个网络通过路由器连接而成的某一个地址，主要负责寻址和路由选择
数据链路层：将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端（数据帧的生成与接收）
物理层：负责0，1比特流（0，1序列）与电压的高低的互换。
1.6 OSI参考模型通信处理举例
1.6.1 7层通信
1）应用层：
收发邮件的这款软件，当用户A在主机A上点击发送所要发送的内容时，就进入应用层协议的处理了。
2）表示层
表示层：“表示”，具有“表现”、“演示”的意思，因此更关注数据的具体表现形式，负责将应用程序的数据格式与网络传输的数据格式进行转换。
表示层是进行“统一的网络数据格式”与“某一台计算机或者某一款软件特有的数据格式”之间的相互转换的分层。
3）会话层
总结：
在应用层写写入的数据会经由表示层格式化编码，再由会话层标记发送顺序后才被发送出去的大致过程。
会话层只对何时建立连接，何时建立连接、何时发送数据数据等问题进行管理，并不具有实际传输数据的功能。
4）传输层
在两个主机之间创建逻辑上的通信连接即是传输层的主要作用。
5）网络层
在实际发送数据时，目的地址至关重要，这个地址是进行通信的网络中唯一指定的序号。
在TCP/IP中，网络层与传输层相互协作，能够确保数据包可以传送到世界各地，实现可靠传输。
6）数据链路层、物理层
通信传输实际上是通过物理的传输介质实现的。
数据链路层的作用就是：通过传输介质互连的设备之间进行数据处理。
在物理层中，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，而相互直连的设备之间使用MAC地址实现传输。MAC地址的作用是，识别连接到同一个传输介质上的设备。
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，但是网络层负责将整个数据发送给最终目标地址，而数据链路层则是负责发送一个分段内的数据
1.7传输方式的分类
1.7.1面向有连接型与面向无连接型
1.7.2电路交换与分组交换
电路交换技术：过去的电话网
分组交换技术：TCP/IP，让连接到通信电路的计算机将所要发送的数据分为多个包，按照一定的顺序排列之后分别发送，这就是分组交换。
分组交换具体的话，可以去看：
1.7.3根据接收端数量分类
1）单播unicast ：uni表示“1”，cast表示“投掷”，组合起来就是1对1通信
2）广播broadcast
将消息从1台主机发送给与之相连的所有其它主机
3）多播multicast
与广播类似，不同之处在于多播要限定某一组主机作为接收端。
4）任播Anycast
任播通信从目标主机集群中选择一台最符合网络条件的主机作为目标主机发送消息。通常，索贝选中的那台特定主机将返回一个单播信号，随后发送端主机会只跟这台主机进行通信。eg：应用是DNS域名解析服务器
1.8地址
1.8.1地址的唯一性
单播好理解，对于多播和任播怎么理解？将由多个设备组成的一组通信赋予同一个具有唯一特性的地址，举个例子：
1.8.2地址的层次性
当地址总数不是很多的时候，有了唯一地址就可以定位相互通信的主体。
当地址的总数越来越多的时候，重要的问题是：从中找出通信的目标地址。
MAC地址和IP地址在标识一个通信主题的时，虽然都具有唯一性，但是只有IP地址具有层次性。
MAC地址由设备的制造厂商针对每块网卡进行分别指定。
IP地址实现分层的原因：IP地址由网络号和主机号两部分组成。
重点区分：路由控制表和地址转发表在哪进行使用的
1.9网络的构成要素
传输速率与吞吐量的区别
传输速率不是指单位数据流动的速度，而是指单位时间内传输的数据量的多少，传输速率又称作带宽（bandwidth），带宽越大的网络，传输能力越强，单位是：bps（Bits Per Second，每秒比特数）
吞吐量：主机之间实际的传输速率称之为吞吐量，吞吐量不仅能够衡量带宽，同时也能够衡量主机的CPU处理能力，网络的拥塞程度，报文中数据字段的占有份额，单位也是：bps（Bits Per Second，每秒比特数）
1）中继器
中继器是OSI模型的第1层，物理层面上延长网络的设备。
作用是：
中继器与集线器的关系
2）网桥/2层交换机
网桥是在OSI模型的第2层，数据链路层面上连接两个网络的设备。
作用是：
a）能够识别数据链路层中的数据帧，并将这些数据帧临时存储与内存，再重新生成信号作为一个全新的帧转发给相连的另一个网段。
b）数据链路的数据帧中有一个数据位叫做：FCS，用以校验数据是否正确送达目的地。
c）网桥还能通过地址自学机制和过滤功能控制网络流量。这里的地址是指：MAC地址，就是网络上针对NIC分配的具体地址。
下面的网桥称之为自学网桥，这类网桥能够通过自己转发的所有数据帧的MAC地址，并保存到自己的内存表中，由此，可以判断哪个网段中包含有哪类MAC地址的设备。
3)路由器/3层交换机
路由器在OSI模型的第三层，网络层上连接两个网络，并对分组报文进行转发的设备。
网桥是根据物理地址（MAC地址）进行处理
路由器/3层交换机则是根据IP地址进行处理
4）4-7层交换机
4-7层交换机负责处理OSI模型中，从传输层到应用层的数据。
作用：带宽控制（优先处理像语音这类对及时性要求较高的通信请求，放缓处理像邮件或数据转发等稍有延迟但并无大碍的通信请求）
应用：广域网加速器，防火墙，以及下述的负载均衡器
5）网关
网关是OSI参考模型中负责将从传输层到应用层的数据进行转换和转发的设备。
网关不仅转发数据还负责对数据进行转换，它通常会使用一个表示层或者应用层网关，在两个不能进行直接通信的协议之间进行翻译，最终实现两者之间的通信。
具体例子有：
a）互联网的电脑与手机之间互发电子邮件
b）防火墙就是一款通过网关通信，针对不同应用提高安全性的产品
c）代理服务器Proxy Server
为了控制网络流量以及出于安全考虑，有了代理度武器，客服端与服务器之间无需在网络层上直接通信，而是从传输层到应用层对数据和访问进行各种控制和处理。
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各种网络设备的总结
1.10现代网络的实态
1）.网络的构成
2）互联网通信
3）移动通信
3）从信息发布者的角度看网络
虚拟化和云
