（一）计算机网络概述

注：文章非原创，来自极客时间 《趣谈网络协议》个人笔记
首先计算机网络可以分为如下几层

1.1应用层

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机分配协议，使用 UDP 协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配 IP 地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。实 现即插即用连网。

FTP （File Transfer Protocol）文件传输协议<端口号21>减少或消除不同操作系统下处理文件的不兼容性。

HTTP （Hypertext Transfer Protocol ）超文本传输协议 <端口号 80>， 面向事务的应用层协议

SMTP （Simple Mail Transfer Protocol ）简单邮件传输协议 <端口号25> 用于发送邮件。

RPC （Remote Procedure Call Protocol ）（RFC- 1831）远程过程调用协议

1.2传输层

数据单元：数据段（Segment）

TCP （Transmission Control Protocol ）传输控制协议提供可靠的面向连接的服务，传输数据前须先建立连接，结束后释放。可靠的全双工信道。可靠、有序、无丢失、不重复。

UDP (User Datagram Protocol ）用户数据报协议发送数据前无需建立连接，不使用拥塞控制，不保证可靠交付，最大努力交付。

1.3网络层

典型设备：路由器、防火墙、多层交换机

数据单元：数据包（Packet）

IP (IPv4 · IPv6) (Internet Protocol) 网络之间互连的协议

ARP (Address Resolution Protocol) 即地址解析协议，实现通过IP 地址得 知其物理地址。

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)反向地址转换协议允许局域 网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP地址。

ICMP (Internet Control Message Protocol ）Internet 控制报文协议。它是TCP/IP 协议族的一个子协议，用于在IP 主机、路由器之间传递控制消息。

1.4数据链路层

典型设备：网卡、网桥、交换机

数据单元：帧(Frame)

PPP(Point-to-Ponit Protocol)点对点协议面向字节，由三部分组成：一个将IP 数据报封装到串行链路的方法；一个用于建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议

停止等待协议：
CSMA/CD(Carrrier Sense Multiple Access with Collision Detection)载波监听多点接入/碰撞检测协议。总线型网络，协议的实质是载波监听和碰撞检测。载波监听即发数据前先检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如暂时不发数据，避免碰撞。碰撞检测为计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。

ARQ（Automatic Repeat-reQuest ）自动重传请求协议，错误纠正协议之一，包括停止等待ARQ 协议和连续ARQ 协议，错误侦测、正面确认、逾时重传与负面确认继以重传等机制。

1.5物理层

典型设备：中继器、集线器、网线、HUB

数据单元：Bit

1.6基本流程图

基本流程图.png

可以观察到网络上的包可以有下层没有上层，但是不能有上层没有下层。

1.7ifconfig命令行

大家都知道win上是ipconfig，linux上是ifconfig或者ip addr。

但是ifconfig和ip addr的区别是什么？底层是使用net-tools和iproute2

其中ip地址是四组8bit来进行标识，每组最高到256，一共32位ip地址，被划分层五类，ABCDE

ip地址划分.png

其中所能包含的最大主机号也可以计算出来

ip地址范围.png

IP地址又分为公有IP地址和私有IP地址，我们常见的196.168.0.1，是整个网络里面的第一个地址，是私有地址的出口地址。192.168.0.255是广播地址。

其中MAC地址是不带地址的，而IP是有定位功能的

1.8 DHCP和PXE

3.1设置IP地址

可以使用net-tools

sudo ifconfig eth1 up

或者使用iproute2

sudo ip link set up eth1

但是注意如果地址配置的不对，会导致包发布出去，在linux中，如果一个调用是跨网段的调用，它会把包发送到网关上，不会直接吧包发送到网络上，当只有是一个网段的才会发送ARP请求，获得MAC地址

DHCP,动态主机配置协议，新接入机器使用IP地址0.0.0.0发送一个广播包，目标是255.255.255.255,网络里的DHCP Server分配IP地址，还发送子网掩码、网关等信息，机器接收到信息后再讲确认信息发送出去。

PXE协议，预启动环境，集群安装操作系统使用，其工作流程如下

网络交互.png