概述

物理层

链路层

概述

封装成帧：帧 是链路层数据基本单位，首尾加上标记用以识别

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透明传输

差错检验

差错检测

奇偶校验码

循环冗余校验码 CRC

MTU 最大传输单元

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以太网协议

MAC 地址：每一个设备都拥有唯一的 MAC 地址

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以太网协议：结合 MAC，进行 相邻设备 数据传输

以太网的作用

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以太网协议

这个目的地址/源地 址就是：发送设备 和 接收设备 的 mac 地址。
6代表的是：mac地 址48bit，对应6个字节 ，一个字节8bit.

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路由器怎么判断发给 B 还是 C？结合：路由器 mac 地址表.

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路由器不知道目标设备接口怎么办？通过广播手机信息

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网络层

IP协议

虚拟互联网络：理解 IP 的基础

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IP 和 MAC 的对比，IP 的特点

两者都是网络设备的唯一性标志：
（ 1）MAC是链路层的，ip是网络层的；
（ 2）MAC和设备绑定，永久不变！
ip可能会随着网络环境的改变而改变！

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IP 数据报格式

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IP 协议转发流程（IP 协议工作过程）

转发中的 “逐跳”

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路由表介绍

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IP协议转发流程

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ARP 协议 & RARP 协议

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ARP 协议：IP —-> MAC

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RARP 协议：IP <—- MAC

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IP 地址子网划分

IP 地址特点

分类的 IP 地址

子网划分方式

子网掩码

无分类编址 CIDR

网络地址转换 NAT 技术

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ICMP协议

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应用：Ping

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应用：Traceroute

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网络层路由

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内部网关路由协议：RIP

Dijkstra （迪杰斯特拉）算法

内部网关路由协议：OSPF

内部网关路由协议：BGP

传输层

传输层简介

传输层是 用户层面的最底层.
面向通信的最高层.
传输层是 端 对 端 的通信.

网路层：虚拟的网络.
传输层：进程与进程间的通信.
进程通过port来识别一个进程.
port 0~65535，占 16 比特位.

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UDP

1 UDP 是什么？

用户数据报协议（User Datagram Protocol）。

学习 UDP 协议数据所在的位置：IP 数据报中。
什么是数据报：业务层传过来的完整数据。
UDP不对数据进行其他处理，直接封装。所以UDP长度由data长度决定.

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2 UDP 协议格式

图中，这四部分组成 UDP 数据报的 首部.
端口号：作为进程互相识别的标志.
校验和：依旧用来检测传输过程是或否有错.
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3 UDP 协议特点

无连接（不理解）
不可靠（无太多保护机制）
面向报文（TCP就不面向报文）
无拥塞控制
首部开销小（共 16 * 4 = 64 bit，即 8 byte）

TCP

一、TCP协议详解

1. 是什么

Transmission Control Protocal 传输控制协议
同样位于 IP 数据报

2. 特点

面向连接（UDP是面向报文。？怎么感觉和下面有点矛盾？？？）
点对点通信
可靠（UDP不可靠）
可以全双工通信
面向字节流：字节流，也是字节序列，TCP会把数据拆成一段一段的字节流

字节流和数据报什么区别？
字节流是流入进程或者流出进程的字节序列；
传输层的数据由业务层传递下来，一块一块的；但是TCP这里不把它当作完 整的数据，而是“按照字节处理”，所以TCP会取出数据的一部分传输，剩下的 由下一段TCP传输
==> TCP可能对数据进行 合并 或者 分拆，便于更好的传输！

3. TCP 协议格式

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（1）序号 + 确认号（各32位）

配合确定 分段的字节流.（之前提到TCP会把数据分段）
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（2）数据偏移

协议存在 可选的TCP选项（不定长），所以需要专门记录 真正的数据相对报文起始的偏移.

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（3）TCP标记

URG = 1时，启动 紧急指针（协议中的）.
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（4）窗口

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（5）紧急指针

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（6）可选项

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二、可靠传输

可靠传输 基本原理：停止等待协议

1 是什么？
乙方发送后，一直等待另一方的确认.

2 有什么差错？
没发出 + 没收到 + 超时
==> 启动 “超时重传”

3 怎么判断超时？
利用“超时定时器”。每发送一次，就设置一个。
（4大定时器之一）

4 评价
可靠：利用 “超时重传”.
抵消：需要 “等待”.

可靠传输 基本原理：连续 ARQ 协议

在连续等待基础上完善，不再单个发送，而是批量传输.

实现方式：滑动窗口 + 累计确认.

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TCP 协议的可靠传输

基于ARQ
滑动窗口以“字节”为单位.

如果确认发送了，窗口后移.
如果出现不连续的发送失败信息，那就“选择重传”！
信息放入 TCP头部的可选部分 ！

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三、流量控制

1 目的：发送方发送速率别太快了.
2 手段：ARQ的核心——滑动窗口 来控制！

3 通过窗口大小，控制发送速率.
处理不了这么多数据时，应当告诉发送方 rwnd = 0，即：“别发了”.

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4 发送方一直等待 rwnd 恢复.
接收方转移至等待发送方发数据.
==> 窗口扩大的命令发送失败时，造成 死锁！
==> 使用 “坚持定时器”
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四、拥塞控制

1 何时？
网络需求 > 可用资源.

2 特点
流量控制：点对点 通信量的控制.
拥塞控制：整个网络，全局性的.
==> 因此，难以完全解决.

3 两个可用算法
慢启动 + 拥塞避免

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五、TCP 三次握手

1 TCP 标记

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2 三次握手流程

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3 为什么3次？2次不行吗？

为了防止 已失效的连接请求报文 传递给对方，从而引发错误.

什么是 “已失效的连接请求报文” ？
因为一些原因，先发的请求发慢了，反而重发的先被接收，先发的就失效了.

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六、TCP 四次挥手

1 过程

① FIN = 1，发送方 —-> 接收方：发送方表示你该断开了.
② ACK = 1，接收方 —->发送方：接收方表示我知道要断开了，但是我数据还没发完，再等等.
③ FIN = 1，接收方 —->发送方：接收方表示我数据发完了，断开吧.
④ ACK = 1，发送方 —-> 接收方：发送方表示我现在就断开.

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2 关于第二次挥手和第三次挥手，以及之间的那段

第二次挥手完，接收方进入“关闭等待”，但是接收方还可发 数据！
因为 [发送方提出的释放连接]，只是代表发送方完成了发送！ 但是 [接收方还不一定完成] 对所有发送方请求的回复。
因此，接收 方只能说是“知道需要关闭了”，现继续处理自己的请求。
当接收方处理完自己所有请求后，就会发起 第三次挥手！
==> 第二次挥手，接收方说：“我知道要释放了”.
第三次挥手，接收方说：“我能够释放了”.

3 等待计时器

释放发起方，在第四次挥手时右“等待计时器”.
等待计时器之后，才进入关闭状态！
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4 MSL

什么是MSL：最长报文段寿命，一般为 2min.

有什么用？
功能1：第四次挥手失效时，接收方时间超过 2MSL 还没发送方返回的信息时，
==> 接收方重发第三次，等待第四次回收
功能2：确保当前连接所有报文过期.

应用层

DNS 详解

基于 UDP.

什么是DNS？DNS有什么用？

1 什么是DNS ？
域：网络段.
名：IP对应的名.

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2 DNS的作用
我们通过 IP+Port 指定服务.。但是这里就有一个问题： 当我所需的服务很多时，且没有什么规律，我怎么记录这些 IP 和 端口？
==> DNS域名系统.
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域名详解

域名由点、字母和数字组成 。
点分割不同的域 。
域名可以分为顶级域、二级域、三级域。顶级域一般是国际通用的.，我们一般都是分到三级域。

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域名服务器

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DHCP 协议详解

DHCP 是什么？

我们拿着手机，笔记本经常移动，但是我们好像从来没有去更改过ip地址？
==> DHCP帮我们KO了.

不同的设备使用了DHCP以后，不 需要自己配置 ip 地址了。

DHCP 的作用？

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刚接入的设备，是怎么得到自己的IP地址的呢？

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HTTP 协议详解

HTTP 工作结构

HTTPS 协议详解

为什么需要HTTPS？

HTTP是明文传输的，需要对安全提出更高的要求。

HTTPS 协议格式？

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加密模式

1 对称加密 / 非对称加密

了解 https 如何工作以前，先对加密模式有个简单的认识.
==>【对称加密】【非对称加密】

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对称加密： 密钥 加密 和 解密 用的“密钥”是 一致.
非对称加密： 加密 和 解密 的“密钥” 不一致.

2 加密过程简介

了解一下加密过程，这里我们假设：A是加密用的，B是解密用的.
① 假如这里，密钥老师自己自己保存，公钥老师发给大家。
② 此时同学想给老师发加密信息，那么就是用公钥加密，形成密文.
③ 老师收到密钥，使用私钥解锁，得到数据.
（注意，使用公钥加密了，就不能使用公钥解密.）

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数字证书

可信任组织：针对“客户端和服务端”来说的 ，双方都认为它安全时，才是可信任的。
特定对象：既可以是人，也可 以是服务器，还可以是组织.

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如果是[服务]的对象名称， 那就必须包含域名和对象的公开密钥 .
==> 证书中，有公开密钥！

SSL

1 什么是 SSL？

这俩说的就是：
数据不泄露；
传输的时候不被篡改.
应用层的数据经过 SSL 的话，给传输层的就是加密的数据.
（了解了这个就可以进一步学习https的过程）

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2 SSL握手过程

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第 1 步：
客户端生成 随机数1 ，联通 协议版本 和 加密算法 ，明文 发送给服务端.
第 2 步：服务端进行回应。
生成 随机数2，确认加密算法，提供数字证书（证书中有公钥）.
经过这一步就可以确定加密算法了. 密钥扔未确定，数字证书发回了客户端
（第二步结束，CS 双方也都收到了这两个随机数）
第 3 步：
确认证书是否有效 ；生成 随机数3 ；使用服务器的公钥加密随机数3。
（ 这里的 公钥 取自服务端返回的 数字证书. ）
（ 完成上面3步，客户端把数据返回服务端.。至此，CS 双方都有了3个随机数.）
第 4 步：
根据 随机数 1、2、3 和 相同的算法 生成 对称秘钥 .
双方使用 对称秘钥 进行加密通信。

随机数 123 在 第3步 双端确认. 算法在 第2步 双方确认.
==> 密钥分别生成，没有经过传输，保证了安全性.

小结：
https 同时用到了之前提到的 “两种加密方式” 以及 “数字证书”。
==> 确认 随机数123 阶段 就是 非对称的；
生成密钥 段是 对称的.

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END