一：概述
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)）把許多計(jì)算機(jī)連接在一起，而互聯(lián)網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡(luò)連接在一起，是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)。
以小寫(xiě)字母i開(kāi)始的internet(互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng))是通用名詞，它泛指由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議（通信規(guī)則）可以是任意的。
以大寫(xiě)字母I開(kāi)始的Interent（因特網(wǎng)）是專(zhuān)有名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開(kāi)放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它采用的是TCP/IP協(xié)議族 作為通信規(guī)則，且其前身是美國(guó)的ARPANET。
因特網(wǎng)現(xiàn)在采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換技術(shù)，以及三層因特網(wǎng)服務(wù)提供者（ISP）結(jié)構(gòu)。
因特網(wǎng)按工作方式可以劃分為邊緣部分和核心部分，主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分，作用是進(jìn)行信息處理。路由器是在網(wǎng)絡(luò)的核心部分，作用是：按存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行分組交換。
計(jì)算機(jī)通信是計(jì)算機(jī)的進(jìn)程（運(yùn)行著的程序）之間的通信，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用通信方式：客戶(hù)–服務(wù)器方式和對(duì)等連接方式（P2P方式）
按作用范圍不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為：廣域網(wǎng)WAN,城域網(wǎng)MAN，局域網(wǎng)LAN和個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN。
五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)由：應(yīng)用層，運(yùn)輸層，網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。
<1>:應(yīng)用層： 是體系結(jié)構(gòu)中的最高層，應(yīng)用層的任務(wù)是通過(guò)應(yīng)用進(jìn)程間的交互來(lái)完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。應(yīng)用層協(xié)議定義的是應(yīng)用進(jìn)程間通信和交互的規(guī)則。
<2>:運(yùn)輸層：任務(wù)是負(fù)責(zé)向兩個(gè)主機(jī)中的進(jìn)程之間的通信提供可靠的端到端服務(wù)，應(yīng)用層利用該服務(wù)傳送應(yīng)用層報(bào)文。
TCP：提供面向連接的，可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菆?bào)文段。
ＵDP：提供無(wú)連接的，盡最大努力的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，不保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
<3>網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是要選擇合適的路由，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 網(wǎng)絡(luò)層把運(yùn)輸層產(chǎn)生的報(bào)文段或者用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)封裝成分組或包進(jìn)行交付給目的站的運(yùn)輸層。
<4>數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的線(xiàn)路上無(wú)差錯(cuò)地傳送以幀（frame）為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息。
<5>:物理層：物理層的任務(wù)就是透明地傳送比特流，物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。
運(yùn)輸層最重要的協(xié)議是：傳輸控制協(xié)議TCP和用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP，而網(wǎng)絡(luò)層最重要的協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP。
分組交換的優(yōu)點(diǎn)：高效、靈活、迅速、可靠。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由三個(gè)要素組成： ? （1）語(yǔ)法：即數(shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)或者格式； （2）語(yǔ)義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。 （3）同步：即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。
二：物理層
物理層的主要任務(wù)：描述為確定與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性。
機(jī)械特性：接口所用接線(xiàn)器的形狀和尺寸，引腳數(shù)目和排列，固定和鎖定裝置等，平時(shí)常見(jiàn)的各種規(guī)格的插件都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定。
電氣特性：接口電纜上的各條線(xiàn)上出現(xiàn)的電壓范圍。
功能特性：某條線(xiàn)上出現(xiàn)的某一電平的點(diǎn)電壓表示何種意義；
過(guò)程特性：指明對(duì)不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。
通信的目的是：傳送消息，數(shù)據(jù)是運(yùn)送消息的實(shí)體。信號(hào)是數(shù)據(jù)的電氣或電磁的表現(xiàn)。
根據(jù)信號(hào)中代表參數(shù)的取值方式不同。信號(hào)分為：模擬信號(hào)（連續(xù)無(wú)限）+數(shù)字信號(hào)（離散有限）。代表數(shù)字信號(hào)不同的離散數(shù)值的基本波形稱(chēng)為碼元。
通信的雙方信息交互的方式來(lái)看，有三中基本方式：
單向通信（廣播）
雙向交替通信（**半雙工**_對(duì)講機(jī)）
雙向同時(shí)通信（全雙工_電話(huà)）
調(diào)制：來(lái)自信源的信號(hào)常稱(chēng)為基帶信號(hào)。其包含較多低頻成分，較多信道不能傳輸?shù)皖l分量或直流分量，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)制。
調(diào)制分為兩大類(lèi)：基帶調(diào)制（僅對(duì)波形轉(zhuǎn)換，又稱(chēng)編碼，D2D）+帶通調(diào)制(基帶信號(hào)頻率范圍搬移到較高頻段，載波調(diào)制，D2M)。
編碼方式：
不歸零制（正電平1/負(fù)0）
歸零制度（正脈沖1/負(fù)0）
曼徹斯特編碼（位周期中心的向上跳變?yōu)?/下1）
差分曼徹斯特編碼（每一位中心處有跳變，開(kāi)始辯解有跳變?yōu)?，無(wú)跳變1）
帶通調(diào)制方法： 調(diào)幅（AM）：(0, f1) 。調(diào)頻（FM）：(f1, f2) 。調(diào)相（PM）：（0 ， 180度）?。
正交振幅調(diào)制（QAM）物理層下面的傳輸媒體（介質(zhì)）：不屬于任何一層。包括有：引導(dǎo)性傳輸媒體：雙絞、同軸電纜、光纜 、非引導(dǎo)性傳輸媒體：短波、微波、紅外線(xiàn)。
信道復(fù)用技術(shù)：頻分復(fù)用：（一樣的時(shí)間占有不不同資源） ；時(shí)分復(fù)用：（不同時(shí)間使用同樣資源） ；統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用（WDM）、碼分復(fù)用（CDM）。
寬帶接入技術(shù)： 非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)ADSL(Asymmetric Digital Subcriber Line)（用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話(huà)用戶(hù)線(xiàn)進(jìn)行改造）
三：數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道有兩種類(lèi)型：*點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(PPP)信道+廣播*信道
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元--幀
數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有許多，三個(gè)基本問(wèn)題是共同的
封裝成楨
透明傳輸
差錯(cuò)檢測(cè)
局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層，即邏輯鏈路層（LLC）子層+媒體接入控制（MAC）子層；
適配器的作用：
計(jì)算機(jī)與外界局域網(wǎng)的連接是通過(guò)通信適配器，適配器本來(lái)是主機(jī)箱內(nèi)插入的一塊網(wǎng)絡(luò)接口板，又稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)接口卡，簡(jiǎn)稱(chēng)（網(wǎng)卡）。
以太網(wǎng)采用無(wú)連接的工作方式，對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)，目的站收到差錯(cuò)幀就丟掉。
以太網(wǎng)采用的協(xié)議是：具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入(CSMA/CD)。協(xié)議的要點(diǎn)是：發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)，邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)，一旦發(fā)現(xiàn)總線(xiàn)出現(xiàn)了碰撞，就立即停止發(fā)送。
以太網(wǎng)的硬件地址，MAC地址實(shí)際上就是適配器地址或者適配器標(biāo)識(shí)符。48位長(zhǎng)， 以太網(wǎng)最短幀長(zhǎng)：64字節(jié)。爭(zhēng)用期51.2微秒。
以太網(wǎng)適配器有過(guò)濾功能：只接收單播幀，廣播幀，多播幀。
使用集線(xiàn)器可以在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)（半雙工），使用網(wǎng)橋可以在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)（半雙工），網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，不改變幀的源地址。網(wǎng)橋優(yōu)點(diǎn)：對(duì)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)濾，增大吞吐量。擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)物理范圍，提高可靠性，可互連不同物理層，不同MAC子層和不同速率的以太網(wǎng)。 網(wǎng)橋缺點(diǎn)：增加時(shí)延，可能產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。
透明網(wǎng)橋：自學(xué)習(xí)辦法處理接收到的幀。
四：網(wǎng)絡(luò)層
TCP/IP體系中的網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活的、無(wú)連接，盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾，不保證分組交付的時(shí)限，進(jìn)程之間的通信的可靠性由運(yùn)輸層負(fù)責(zé)。
一個(gè)IP地址在整個(gè)因特網(wǎng)范圍內(nèi)是唯一的，分類(lèi)的IP地址包括A類(lèi)（1~126）、B類(lèi)（128~191）、C類(lèi)（192~223單播地址）、D類(lèi)（多播地址）。
分類(lèi)的IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段組成。
物理地址（硬件地址）是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，而IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址，數(shù)據(jù)鏈路層看不見(jiàn)數(shù)據(jù)報(bào)的IP地址。
IP首部中的生存時(shí)間段給出了IP數(shù)據(jù)報(bào)在因特網(wǎng)中經(jīng)過(guò)的最大路由器數(shù)，可防止IP數(shù)據(jù)報(bào)在互聯(lián)網(wǎng)中無(wú)限制的兜圈子。
地址解析協(xié)議ARP（Address Resolution Protocol）把IP地址解析為硬件地址，它解決同一個(gè)局域網(wǎng)的主機(jī)或路由器的IP地址和硬件地址的映射問(wèn)題，是一種解決地址問(wèn)題的協(xié)議。以目標(biāo)IP地址為線(xiàn)索，用來(lái)定位一個(gè)下一個(gè)應(yīng)該接收數(shù)據(jù)分包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的MAC地址。如果目標(biāo)主機(jī)不再同一鏈路上時(shí)，可以通過(guò)ARP查找下一跳路由器的MAC地址，不過(guò)ARP只適用于IPV4，不能用于IPV6，IPV6中可以用ICMPV6替代ARP發(fā)送鄰居搜索消息。
路由選擇協(xié)議有兩大類(lèi)：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（RIP和OSPE）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP-4）。
網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP（Internet Control Message Protocol ）控制報(bào)文協(xié)議。是IP層協(xié)議，ICMP報(bào)文作為IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)，加上首部后組成IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去，使用ICMP并不是實(shí)現(xiàn)了可靠傳輸。ICMP允許主機(jī)或者路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常的情況報(bào)告。
ICMP是一個(gè)重要應(yīng)用是分組網(wǎng)間探測(cè)PING
與單播相比，在一對(duì)多的通信中，IP多播可大大節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源， IP多播使用D類(lèi)地址，IP多播需要使用網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP和多播路由選擇協(xié)議。
五: 運(yùn)輸層
網(wǎng)絡(luò)層為主機(jī)之間提供邏輯通信,運(yùn)輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信。
運(yùn)輸層有兩個(gè)協(xié)議TCP和UDP
運(yùn)輸層用一個(gè)16位端口號(hào)來(lái)標(biāo)志一個(gè)端口。
UDP特點(diǎn)：無(wú)連接、盡最大努力交付、面向報(bào)文、無(wú)擁塞控制、支持一對(duì)一，多對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)多的交互通信。首部開(kāi)銷(xiāo)小。
TCP特點(diǎn)：面向連接，每一條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、提供可靠的交付服務(wù)，提供全雙工通信、面向字節(jié)流。
TCP用主機(jī)的IP地址加上主機(jī)上的端口號(hào)作為T(mén)CP連接的端點(diǎn)，這樣的端點(diǎn)就叫套接字。
流量控制是一個(gè)端到端的問(wèn)題，是接收端抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以方便接收端來(lái)得及接收。擁塞控制是一個(gè)全局性過(guò)程，涉及到所有的主機(jī)，所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。
TCP擁塞控制采用四種算法：慢開(kāi)始、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù)。
傳輸有三個(gè)連接：連接建立、數(shù)據(jù)傳送、連接釋放。
TCP連接建立采用三次握手機(jī)制，連接釋放采用四次握手機(jī)制。
六:應(yīng)用層
文件傳送協(xié)議FTP使用TCP可靠傳輸服務(wù)。FTP使用客戶(hù)服務(wù)器方式，一個(gè)FTP服務(wù)器進(jìn)程可同時(shí)為多個(gè)客戶(hù)進(jìn)程提供服務(wù)。在進(jìn)行文件傳輸時(shí)，F(xiàn)TP的客戶(hù)和服務(wù)器之間要建立兩個(gè)并行的TCP連接，控制連接和數(shù)據(jù)連接，實(shí)際用于傳輸文件的是數(shù)據(jù)連接。
萬(wàn)維網(wǎng)WWW是一個(gè)大規(guī)模，聯(lián)機(jī)式的信息儲(chǔ)藏所，可以方便從因特網(wǎng)上一個(gè)站點(diǎn)鏈接到另一個(gè)站點(diǎn)。
萬(wàn)維網(wǎng)使用統(tǒng)一資源定位符URL來(lái)標(biāo)志萬(wàn)維網(wǎng)上的各種文檔，并使每一個(gè)文檔在整個(gè)因特網(wǎng)的范圍內(nèi)具有唯一的標(biāo)識(shí)符URL。
