網路相關

協議是計算機與計算機之間通過網路實現通訊時事先達成的一種“約定”，這些約定使得不同廠商生產的裝置 只要遵循相同的協議就能夠實現通訊。

協議可以分為很多種，每一種協議都明確地界定了它的行為規範。兩臺計算機只有遵循相同的協議 才能夠實現互相通訊。

分組交換就是指將大資料分割為一個個叫做包(packet) 的較小的單位進行傳輸的方法。

面向有連線和麵向無連線的傳輸方式

面向有連線：

        面向有連線型中，在傳送資料之前，需要在收發主機之間連線一條通訊線路。因此在傳輸前後，需要進行建立和斷開連線的處理。

面向無連線型：

        面向無連線型則不要求建立和斷開連線。傳送端可在任何時候自由傳送資料。反之，接收端也永遠不知道自己會在何時從哪裡收到資料。因此，在面向無連線的情況下，接收端需要時常確認是否受到了資料。

電路交換 和 分組交換

        電路交換主要用於過去的電話網，分組交換技術則是一種較新的通訊方式，TCP/IP 就是採用分組交換技術。

        在電路交換中，交換機主要負責資料的中轉處理。計算機首先被連線到交換機上，而交換機與交換機之間則由眾多通訊線路再繼續連線。因此，計算機之間在傳送資料時，需要通過交換機與目標主機建立通訊電路。建立好連線以後，使用者就可以一直使用這條電路，直到該連線被斷開為止[獨佔通訊線路]。這種方式無法處理大量使用者併發的通訊需求。為了解決電路交換的缺點，研究人員想到一個辦法，即讓連線到通訊電路的計算機將所要傳送的資料分成多個資料包，按照一定的順序排列之後分別傳送，這就是分組交換。有了分組交換，資料被細分後，所有的計算機就可以一齊收發資料，這樣也就提高了通訊線路的利用率。

        在分組交換中，由分組交換機(路由器)連線通訊線路。分組交換的大致處理過程是：傳送端計算機將資料分組傳送給路由器，路由器收到這些分組資料以後，快取到自己的緩衝區，然後再轉發給目標計算機。因此，分組交換也被稱為 蓄積交換。

        路由器接收到資料以後會按照順序快取到相應的佇列之中，在以先進先出的順序將它們逐一的傳送出去。

        在分組交換中，計算機與路由器支架以及路由器與路由器之間通常只有一條通訊線路。因此，這條線路其實是一條共享的線路。在電路交換中，計算機之間傳輸速度不變。然而在分組交換中，通訊線路的速度可能會有所不同。根據網路擁堵的情況，資料達到目標地址的時間有長有短。另外，路由器的快取飽和或溢位時，會導致分組資料丟失，無法傳送到對端。

單播 即一對一的通訊p2p，以前的固定電話就是單播。

廣播 即一對多，電視播放即是廣播的一個應用。廣播的範圍叫做廣播域。

多播 多播與廣播類似，也是將訊息傳送給多個接收主機。不同之處在於多播要限定某一組主機作為接收端。多播通訊典型的例子就是電視會議。這是由多組人在不同的地方參加的一種遠端會議，在這種形式下，會由一臺主機傳送訊息給特定的墮胎主機。電視會議通常不能使用廣播方式，否則將無從掌握是誰在哪兒參與電視會議。

任播 任播是指在特定的多臺主機中選出一臺作為接收端的一種通訊方式。雖然，這種方式與多播有相似之處，都是面向特定的一群主機，但是他們的行為卻與多播不同，任播通訊從目標主機群中選擇一臺最符合網路條件的主機作為目標主機傳送訊息。通常，被選中的那臺特定主機將返回一個單播訊號，隨後傳送端主機會只跟這臺主機進行通訊。任播在實際網路中的引用有DNS域名解析伺服器。

網橋是根據實體地址(MAC地址)進行處理，而路由器則是根據IP地址進行處理的。

IP協議不具備重發機制，屬於非可靠性傳輸協議。

ICMP

        IP資料包在傳送途中一旦遇到異常導致無法到達對端目標地址事，需要給傳送端傳送一個發生異常的通知。ICMP就是為這一功能而定製的。它有時也用來診斷網路的健康狀況。

ARP

       從分組資料包的IP地址中解析出實體地址(MAC地址)的一種協議。

TCP

       TCP是一種面向有連線的傳輸層協議，可以保證兩端通訊主機之間的通訊可達。TCP能夠正確處理在傳輸過程中丟包、傳輸順序亂序的異常情況。為了建立和斷開連線，TCP協議需要至少7次的發包收包[ 建立連線 三次握手，釋放連線 四次握手 ]

UDP

        一種面向無連線的傳輸層協議，不會關注對端是否收到了傳送過去的資料。

MAC地址 48位。MAC地址中3-24位 表示廠商識別碼，每個NIC廠商都有特定唯一的識別數字。25-48位是廠商為識別每個網路卡而用。

共享介質型網路中有兩種介質訪問控制方式：一種是爭用方式，另外一種是令牌傳遞方式。

爭用方式：

       爭用方式是指爭奪獲取資料傳輸的權利，也叫CSMA(載波監聽多路訪問)。如果同時多個站點傳送資料，則會產生衝突現象，會導致網路擁堵和效能下降。

        改良的CSMA--CSMA/CD ,CSMA/CD 要求每個站點提前檢查衝突，一旦發生衝突，則儘早釋放通道。具體工作方式如下：

•     如果載波通道上沒有資料流動，則任何站點都可以傳送資料。
• 檢查是否會發生衝突，一旦發生衝突時，放棄傳送資料，同時立即釋放載波通道。
• 放棄傳送以後，隨機延長一段時間，再重新爭取介質，重新傳送幀。
  

令牌傳遞方式

        令牌傳遞方式是沿著令牌環傳送一種叫做 "令牌"的特殊報文，是控制傳輸的一種方式。只有獲得令牌的站點才能傳送資料，這種方式有兩個特點：一是 不會有衝突，二是每個站點都有通過平等迴圈獲得令牌的機會。因此，即使是網路擁堵也不會導致效能下降。

非共享介質網路

        非共享介質網路是指不共享介質，是對介質採取專用的一種傳輸控制方式。在這種方式下，網路中的每一個站直連交換機，由交換機負責轉發資料幀。此方式下，傳送端與接收端並不共享通訊介質，因此，很多情況下采用全雙工通訊方式。目前這種方式已經稱為乙太網的主流方式。通過乙太網交換機構建網路，從而使計算機與交換機埠之間形成一對一的連線，即可實現全雙工通訊。在這種一對一連線全雙工通訊的方式下不會發生衝突，因此，不需要CSMA/CD 的機制就可以實現更高效的通訊。

半雙工與全雙工通訊

       半雙工是指同時只能傳送資料或者只能接收資料。全雙工是指同時可以傳送和接收資料。

交換機轉發兩種方式：一是儲存轉發，二是直通轉發。

TCP

        TCP是面向連線的、可靠的流協議。流就是指不間斷的資料結構。TCP為提供可靠性傳輸，實行“順序控制”和“重發控制”機制，還具備“流量控制”、“擁塞控制”。

UDP

        UDP是不具有可靠性的資料包協議。

TCP/IP、UDP/IP通訊中採用5個資訊來識別一個通訊，它們是“源IP地址”、“目標IP地址”、“協議號”、“源埠號”、“目標埠號”，只要其中一項不同，就認為是不同的通訊。

UDP協議常用於以下幾個方面：

• 包含量較少的通訊(DNS、SNMP等)
• 視訊、音訊等多媒體通訊
• 限定於LAN等特定網路中的應用通訊
• 廣播通訊(多播、廣播)

TCP

        TCP協議是對 傳輸、傳送、通訊進行控制的協議。

連線

        連線是指各種裝置、線路、或者網路中進行通訊的兩個應用程式為了相互傳遞訊息而專有的、虛擬的通訊線路，也叫做虛擬電路。

        一旦建立了連線，進行通訊的應用程式只使用這個虛擬的通訊線路傳送和接收資料，就可以保障資訊的傳輸。應用程式可以不用顧慮提供盡職的IP網路上可能發生的各種問題，依然可以轉發資料。TCP則負責控制連線的建立、斷開、保持管理工作。

TCP通過檢驗和、序列號、確認應答、重發控制、連線管理以及視窗控制等機制實現可靠性傳輸。

TCP通過肯定的確認應答ACK實現可靠的資料傳輸，當傳送端將資料發出之後會等待對端確認應答。如果有確認應答，說明資料已經成功達到對端，反之，資料丟失的可能性很大。

重發超時如何確定

        重發超時是指在重發資料之前，等待確認應答到來的那個特定時間間隔。

TCP建立連線 和斷開連線

        一次TCP的通訊，單單就是連線的建立和連線的斷開 都至少需要7個資料包[建立連線 三次握手，斷開連線 四次握手]

TCP以段為段位傳送資料，在建立TCP連線的時候，額可以確定“最大訊息長度”MSS，最理想的情況下 ，MSS的值剛好是IP層不會被分片處理的最大資料長度。

MSS在三次握手的時候，在兩端主機之間被計算得出。兩端主機在建立連線的過程中，會在TCP的頭部寫入MSS選項，告訴對方自己的介面能夠適應的MSS的大小，然後會在兩者之間選擇一個較小的值投入使用。

TCP首部 

路由控制     

       網際網路是由路由器連線的網路組合而成的。為了能讓資料包正確達到目的地主機，路由器必須在途中進行正確的轉發，這種轉發資料的處理叫做路由控制或者路由。

        路由器根據路由控制錶轉發資料包。

靜態路由 和 動態路由

        靜態路由是指事先設定好路由器和主機中並將路由資訊固定的一種方法。而動態路由是指讓路由協議在執行過程中自動地設定路由控制資訊的一種方法。

比較有代表性的路由演算法：距離向量演算法(DV)和鏈路狀態演算法。

加密