1. 网络分类
根据覆盖范围可以分为个域网、局域网、城域网、广域网
（1）个域网：10m的半径内，进行短距离通信，如蓝牙
（2）局域网：覆盖一个房间几台电脑 或 公司的一栋楼，如公司内网
（3）城域网：一个城市或几个城市之间，如宽带
（4）广域网：范围超大，如移动通信网络、卫星网络
2. 网络核心功能
网络的核心功能是：路由和转发
（1）路由：确定数据分组从源到目标所使用的路径（全局操作）
当数据包进入网络设备，设备会读取数据包的目的 IP 地址，根据这个 IP 地址和路由表，就能决定应该把数据包发送到哪里，这个过程就是路由
（2）转发：路由器或交换机将接收到的数据分组转发出去（本机操作）
利用了 MAC 地址，设备将数据包发送到目标设备
3. 网络模型
3.1 OSI 七层模型
OSI 模型是国际标准化组织 ISO 提出的概念模型，从下至上依次为：
（1）物理层：单位是比特，在设备之间透明传输比特流
- 将数据转化成 0 和 1
（2）数据链路层：单位是帧，实现相邻节点之间的传输，保持数据正确顺序和完整性
- 规定了 0 和 1 的分包形状，确定了网络数据包的形状
（3）网络层：单位是数据报，控制报文通过网络的路由选择 ，实现主机与主机的通信
- 需要确定计算机的位置，IPv4、IPv6来确定
（4）传输层：单位是报文段（TCP）或用户数据报（UDP），为端到端提供可靠安全的服务
- 每一个应用程序会在网卡注册一个端口号，该层就是端口与端口的通信
（5）会话层：建立和维持会话，保持会话同步
（6）表示层：解决不同系统之间的通信问题
- eg：Linux 下的 QQ 和 Windows 下的 QQ 可以通信
（7）应用层：提供网络服务的接口
OSI 七层模型是正统意义上的国际标准，但实现过于复杂，因而 TCP/IP 模型被广泛使用，这才是事实上的国际标准
3.2 TCP/IP 四层模型
互联网协议套件 IPS 最核心的两个协议是 TCP 和 IP，因而也被称为 TCP/IP 协议族，它具有四层网络结构，从下至上依次：
（1）网络接口层：确定网络数据包的形状
- 物理层、数据链路层
（2）网络层
（3）传输层
（4）应用层
- 会话层、表示层、应用层
3.3 五层模型
TCP/IP 四层模型没有给出网络接口层的具体内容，因此在学习和开发中，通常将网络接口层替换为 OSI 七层模型中的数据链路层和物理层来进行理解
4. 网络常见协议
4.1 应用层
DNS ：实现域名到 IP 地址的映射，DNS 缓存能够加快网络资源的访问
DNS 域名解析分两种方式：
（1）迭代查询
客户端发送 DNS 请求给根域名服务器后，没找到就依次向上顶级域名、二级域名不断查找，直到解析出 IP 地址，这个过程是需要客户端不断向域名服务器发送请求的
（2）递归查询
客户端发送 DNS 请求给根域名服务器后就不用管了，根域名会把请求不断向上发送，直到解析出 IP 地址后，根域名就把 IP 地址发送给客户端
HTTP：超文本传输协议，明文传输，默认端口号 80
HTTPS：超文本传输安全协议，在 HTTP 基础上使用 SSL/TLS 来加密报文，默认端口号 443
WebSocket：基于 TCP 的全双工通信协议
FTP：文件传输协议
电子邮件发送、接收过程：用户代理用 SMTP 协议向邮件服务器发送邮件，邮件服务器之间发送邮件也是用 SMTP，最后用户用 POP3 协议从邮件服务器读取邮件
4.2 传输层
4.2.1 TCP
TCP 是面向连接的、可靠的、基于字节流 的传输协议，全双工模式
TCP 主要特点有：慢启动、拥塞控制、快速重传、可恢复
三次握手
第一次握手：客户端发送 SYN = 1 的标志，并随机生成一个初始序列号 。此时客户端进入 SYN-SENT 状态，等待服务器的确认
第二次握手：服务器接收到请求后，回复带有 SYN = 1 和 ACK = 1 的标志，确认号的值为客户端序列号 + 1，并随机生成自己的初始序列号。此时服务器进入 SYN-RCVD 状态，等待客户端的最终确认
第三次握手：客户端收到服务器的响应后，发送 ACK = 1 的标志，确认号为客户端序列号 + 1，自己的初始序列号也要 + 1，此时建立连接完成
为什么需要三次握手：为了确保双方的接收和发送 的能力都是正常的；防止已经失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误，简单来说，防止服务端的等待浪费资源
例如：客户端发送的第一个连接请求报文段并没有丢失，只是因为网络节点延迟导致一段时间后才传到服务器，这本来已经是一个失效的报文段，但是服务器以为是客户端发送的新请求，就会确认报文段。如果不采用"三次握手"，那服务器发送确认后这个连接就建立起来了，但客户端并没有发起请求所以不会理会服务器；服务器又一直等待客户端发送数据，这样就白白浪费资源了
四次挥手
第一次挥手：客户端发送 FIN = 1 标志 和 自己的序列号 ，表示它准备关闭连接，客户端进入 FIN-WAIT-1 状态
第二次挥手：服务器收到关闭请求后，发送 ACK = 1 标志，确认号 为客户端序列号 + 1，服务器进入 CLOSE-WAIT 状态
-
服务器处于半关闭状态，即客户端没有数据要发送了，但是服务器还可以给客户端发送数据
-
客户端接收到确认后，进入 FIN-WAIT-2 状态，等待服务器发送连接释放报文
第三次挥手：服务器想断开连接了，发送 FIN = 1 和 ACK = 1 标志，并指定自己的序列号 ，服务器进入 LAST-ACK 状态，等待客户端的确认
第四次挥手：客户端收到关闭请求后，发送 ACK = 1 标志，确认号 为服务器序列号 + 1；客户端进入 TIME-WAIT 状态，等待 **2MSL（最长报文段寿命）**的时间
- 服务器收到确认 报文后，进入 CLOSED 状态
- 客户端经过 2MSL 的等待后 ，也进入 CLOSED 状态，此时 TCP 连接彻底断开
为什么要四次挥手：在建立连接时，SYN 和 ACK 可以放在同一个报文 里发送，但是关闭连接时，当收到对方的 FIN 报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送 FIN 报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的 ACK 报文和 FIN 报文多数情况下都是分开发送的，所以需要四次挥手
为什么要等待 2MSL 的时间：为了确保服务器正常收到了 ACK 报文，如果没有收到的话，服务器会重新发送 FIN 报文，客户端再次收到 ACK 报文后，就知道之前的 ACK 报文丢失了，然后再次发送 ACK 报文
4.2.2 UDP
UDP 是无连接的、面向报文的，提供不可靠的数据交付，会出现分组丢失、重复、乱序等现象，但实时性较好，工作效率比 TCP 高
TCP 只能是 1 对 1 的，UDP 支持 1 对 多；TCP 首部有 20 字节， UDP 只有 8 字节
4.3 网络层
IP：整个 TCP/IP 协议族的核心，为传输层提供数据分段，同时也能组装数据供传输层使用。它将多个单个网络连接成一个互联网，实现大规模的网络互联
ICMP：用于在 IP 主机、路由器之间传输控制信息，当 IP 无法访问目标、IP 路由器无法按照当前传输速率转发数据包时，会自动发送 ICMP 消息
路由器寻址原理：
（1）路由器收到数据包，提取目标 IP 地址及子网掩码，计算出目标网络地址
（2）根据目标网络地址查找路由表，找到的话就按照对应的出口发送到下一个路由器
（3）没有找到就看有没有默认路由，有的话就按照对应出口发送到下一个路由器
（4）还没有找到就给源 IP 发送一个出错的 ICMP，表明没法传递该数据包
4.4 数据链路层
ARP：根据 IP 地址获取物理地址，主机发送消息时会将包含目标 IP 的 ARP 请求广播到局域网络上的所有主机，并接受返回消息，以此来确定物理地址；收到的物理地址和 IP 地址会缓存到 ARP，下次查询就会先去看缓存有没有，没有再进行广播
PPP：点对点协议，用来拨号或专线方式建立点对点连接发送数据