我的创作纪念日

一、计算机网络基础

1. 网络的定义

计算机网络是由多台计算机及其相关设备通过通信介质（如电缆、光纤、无线等）相互连接，实现数据传输与资源共享的系统。

2. 网络的功能

通信功能：实现计算机之间的数据传输。
资源共享：共享计算机硬件、软件、数据和信息。
信息交换：通过通信协议，进行可靠的消息传递。

3. 网络分类

按规模分类：
- 局域网（LAN）：覆盖小范围的网络，如一个办公室或楼宇。
- 广域网（WAN）：覆盖大范围的网络，如互联网。
- 城域网（MAN）：覆盖城市范围的网络。
按拓扑结构分类：
- 总线拓扑：所有设备共享同一传输介质。
- 星形拓扑：设备通过中心节点连接。
- 环形拓扑：设备按闭合环路连接。

4. 网络协议

协议是计算机网络中传输信息的规则与约定。

OSI七层模型：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
TCP/IP协议族：包括网络层（IP协议）、传输层（TCP/UDP协议）等。

二、OSI七层模型

物理层（Physical Layer）
- 负责传输原始比特流，通过硬件设备传输电信号。
- 设备：网卡、集线器、交换机等。
- 例子：以太网、光纤通信。
数据链路层（Data Link Layer）
- 负责将数据包从源主机传输到目的主机，主要功能是物理地址寻址和数据链路控制。
- 设备：网卡、交换机等。
- 主要协议：以太网协议、PPP协议。
网络层（Network Layer）
- 负责数据包的路由选择和逻辑地址寻址（IP地址）。
- 主要协议：IP协议（IPv4/IPv6）、ICMP协议。
- 设备：路由器。
传输层（Transport Layer）
- 提供端到端的数据传输，确保数据的可靠传输。
- 主要协议：TCP（可靠传输）、UDP（不可靠传输）。
会话层（Session Layer）
- 负责建立、管理和终止会话连接。
- 例子：远程桌面协议（RDP）、网络文件系统（NFS）。
表示层（Presentation Layer）
- 负责数据格式的转换、加密和解密。
- 例子：SSL/TLS加密协议。
应用层（Application Layer）
- 负责用户接口，提供各种网络应用服务。
- 主要协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS等。

三、常用网络协议

TCP/IP协议族
- IP协议：负责数据包的路由选择与地址分配。
- TCP协议：提供可靠的连接，确保数据完整与顺序。
- UDP协议：提供不可靠的连接，用于实时应用。
- ARP协议：用于解析IP地址和MAC地址之间的映射。
- DNS协议：用于域名解析。
HTTP/HTTPS
- HTTP（超文本传输协议）：用于网页传输，基于请求-响应模型。
- HTTPS（安全超文本传输协议）：基于HTTP，增加了SSL/TLS加密以保证数据安全。
FTP（文件传输协议）
- 用于在客户端和服务器之间传输文件，支持两种模式：主动模式和被动模式。
SMTP/POP3/IMAP
- SMTP：用于发送电子邮件。
- POP3：用于接收邮件，下载后邮件会从服务器删除。
- IMAP：与POP3相似，但支持在服务器上管理邮件。

四、IP地址与子网

IP地址：用于标识网络中的每台设备。IPv4和IPv6是最常用的IP版本。
- IPv4：32位地址，表示为四个十进制数（如192.168.0.1）。
- IPv6：128位地址，解决了IPv4地址不足的问题。
子网掩码：用于区分IP地址中的网络部分和主机部分。
CIDR（无类别域间路由）：提供了一种灵活的IP地址分配方法。

五、路由与交换

路由（Routing）
- 路由器根据路由表将数据包从源设备传输到目的设备。
- 静态路由：手动配置路由。
- 动态路由：路由器通过协议（如RIP、OSPF、BGP）动态计算路径。
交换（Switching）
- 交换机通过MAC地址转发数据帧，实现局域网内设备之间的通信。
- 交换机工作原理：根据MAC地址表决定数据包的转发路径。

六、网络安全

加密与解密
- 对称加密：加密和解密使用相同密钥（如AES、DES）。
- 非对称加密：加密和解密使用不同的密钥（如RSA）。
防火墙
- 用于控制进出网络的数据流，根据预设规则过滤恶意流量。
入侵检测与防御
- IDS（入侵检测系统）：检测网络中的恶意活动。
- IPS（入侵防御系统）：不仅检测，还主动阻止入侵。
VPN（虚拟专用网络）
- 提供安全的远程访问，利用加密和隧道技术保护数据传输。

七、常见网络问题及排查

网络延迟：通常由网络拥塞、路由器配置问题或距离远造成。
- 工具：ping、traceroute、Wireshark等。
网络不通：可以通过检查物理连接、IP配置、路由等来排查。
- 工具：ping、ipconfig、netstat等。
带宽瓶颈：由于流量过大或网络设备配置不当导致。
- 工具：带宽监控工具，如NetFlow。

八、网络设备

路由器（Router）
- 负责将数据包从源网络转发到目的网络，进行跨网段通信。
交换机（Switch）
- 通过MAC地址将数据帧转发至目标设备，仅在同一局域网内工作。
集线器（Hub）
- 工作在物理层，将数据传输到网络中的所有设备，不进行地址识别。
网桥（Bridge）
- 连接两个局域网，使它们形成一个更大的网络。

计算机网络知识点的总结表格：

知识点	内容简介
计算机网络定义	由多台计算机及其相关设备通过通信介质相互连接，实现数据传输与资源共享。
网络功能	通信功能、资源共享、信息交换。
网络分类	- 按规模：局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）。 - 按拓扑结构：总线拓扑、星形拓扑、环形拓扑。
常用协议	- TCP/IP协议族：包括IP、TCP、UDP等。 - HTTP/HTTPS：网页传输协议。 - FTP、SMTP/POP3/IMAP：文件传输与邮件协议。
OSI七层模型	1. 物理层：传输比特流。 2. 数据链路层：物理地址寻址与链路控制。 3. 网络层：路由选择与IP寻址。 4. 传输层：端到端数据传输。 5. 会话层：建立、管理、终止会话。 6. 表示层：数据格式转换与加密。 7. 应用层：用户接口和网络应用。
IP地址	- IPv4：32位，点分十进制表示。 - IPv6：128位，十六进制表示。 - 子网掩码：区分网络部分与主机部分。
路由与交换	- 路由：通过路由器根据路由表转发数据包。 - 交换：通过交换机根据MAC地址转发数据帧。
网络安全	- 加密与解密：对称加密（AES、DES）、非对称加密（RSA）。 - 防火墙：控制进出数据流。 - IDS/IPS：入侵检测与防御。 - VPN：安全远程访问。
常见网络问题	- 网络延迟：由拥塞、配置或距离引起。 - 网络不通：检查物理连接、IP配置、路由等。 - 带宽瓶颈：流量过大或配置不当。
网络设备	- 路由器：进行跨网段通信。 - 交换机：在同一局域网内根据MAC地址转发数据。 - 集线器：将数据广播到所有设备。 - 网桥：连接两个局域网。