数据链路层
帧的透明传输
字节填充的首尾定界法
在每个帧的前面有帧开始符SOH，帧后面有帧结束符EOT。如果在数据中出现了SOH或者EOT的话，那么就在前面插上一个ESC转义字符，如果ESC也在数据中，那么就在ESC前面加上一个ESC
比特填充的首位标志法
在帧头和帧尾插入一个特定的比特串，一般用01111110，它的特点是具有连续的6个1。如果在数据中出现了这个的话，解决方法是在数据中任何地方出现5个连续的1，都在后面插入一个0
ARQ协议
发送方发送数据后，启动定时器，如果在规定的时间收到了ACK，那么就继续发送数据，如果没有收到ACK的话就重传本次的数据
在发送的过程中，如果正常的话，发送方发送数据DATA0，接收方就会返回ACK0；如果不正常就返回NAK0
连续ARQ协议
发送方连续发送多个数据包，不需要每发一个数据包都要停止等待确认，而是堆按序到达的最后一个数据包进行确认，表示这个序号之前的报文都被正确的接收
在发送的过程中，如果正常的话，发送方连续发送DATA0、DATA1、DATA2，接收方返回ACK3，也就是期望收到下一个DATA3
回退N式ARQ
例如如果发送DATA1的时候出了问题，那么不管发送方发什么，接收方都会返回ACK1，直到发送方重新传DATA1，并且此时要从DATA1后面继续传
连续重传ARQ
例如DATA1出了问题，接收方就会发送NAK2，发送方收到NAK2之后重新发送DATA2，不需要重新发送已经发送好的帧
PPP协议
当PPP面向字符的时候，采用0x7D的转义字符进行填充；当PPP面向比特的时候，采用比特填充的方式进行填充
PPP协议的6个阶段：链路静止-链路建立-鉴别-网络层协议-链路打开-链路终止
PPPoE协议：将PPP协议封装在以太网的框架中的一种网络隧道协议，提供远程的多个主机接入功能。
ALOHA/CSMA协议
ALOHA协议是一种想发就发的协议，节点有信息就立马发送，遭遇碰撞后就随机延迟一段时间重发
CSMA协议在ALOHA协议的基础上增加了载波监听，使得发送数据前会先监听信道上面是否还有数据
CSMA/CD
先听后发、边发边听、冲突停发、随机延迟后重发
如果一个站点想要发数据，那么它先会监听这一条信道上是否还有其他信号，如果发现信道正忙，则继续监听；如果发现信道空闲，则等待9.6us的时间后进行发送数据（这样可以保证刚刚收到的数据帧的站点的接收缓存清理）
在发送数据的同时，站点也会一直监听信道，确保没有发生碰撞。如果检测到了碰撞，立即停止发送，然后根据二进制指数退避算法来计算一个随机等待时间。
二进制退避算法：随机延迟发送时间T=[0，1，2，3...(2^k-1)]×争用期，参数k和冲突次数有关，k=Min[重传次数，10]，如果重传次数大于16，那么就放弃重传并且进行上报
CSMA/CA
原站发送它的第一个MAC帧的时候，如果检测到信道是空闲的，就会等待一段DIFS的时间后再发送。
目的站收到了发送的帧的话，过一个短的DIFS的间隔就发送ACK，如果原站在规定时间内没有收到ACK的话，那么就必须重传此帧
如果在发送数据的过程中，即从原站开始发送数据到原站收到ACK的过程中，还有其他的站点想要发送数据，就必须在原站收到ACK后还需要等待一个DIFS的时间，然后还需要退避一段随机事件才能发送自己的帧
VLAN技术
VLAN技术主要是将一个大的交换网络切成多个小的交换网络，可以隔离广播域，隔离数据链路层的通信，这样可以有效的限制广播通信的规模，隔离广播风暴。需要注意的是，不同的VLAN之间需要通过第三层的路由功能来实现通信。
网络层
IP地址
固定分类的IP地址：IP地址=网络号+主机号 A类地址网络号8位，B类16位，C类24位；A类地址的第一个比特是0，B类地址的前两个比特是10，C类地址前三个比特是110
划分子网：IP地址=网络号+(子网号+主机号) 划分子网只是将固定分类的IP地址的主机号部分划分成了子网号和主机号，使得IP地址从两级结构变成三级结构，并没有改变原来的IP地址的网络号
子网掩码：网络号和子网号在子网掩码里面都是1，其他的都是0
网络号=IP地址 AND 子网掩码
无分类的IP地址：IP地址=网络前缀+主机号，用CIDR表示法
路由聚合
比较需要聚合的IP地址的网络前缀，将前n个相同的比特的部分保留，作为聚合后的IP地址的网络前缀
NAT专用网地址
主机A使用私网地址，发送数据包到NAT路由器，NAT路由器中有私网地址和公网IP之间的转换表(一般这个公网地址就是路由器的地址)进行发送。
ARP协议
ARP协议被称为地址解析协议，是将从网络层用到的IP地址转换为数据链路层所用的硬件地址，即IP到MAC的转换
主机A向本局域网的所有主机广播包含目的IP地址的ARP请求，其中包含了A自己的IP地址、硬件地址以及被查询主机的IP地址，即"我是173.1.1.1，硬件地址是11-11-11-11，我想知道主机173.16.8.9的硬件地址"
如果广播域上的主机收到ARP请求，但是发现自己的IP地址和目的IP地址不一致，则直接丢弃这个ARP请求分组；如果和自己的IP地址是一样的，就返回自己的IP地址和硬件地址进行单播回A
A收到ARP回应后，将A的IP地址和硬件地址存入本机的ARP缓存中并且保留一段时间，方便下次要使用的时候直接使用
如果源主机和目的主机并不在同一个局域网中，那么就由路由器来进行IP数据包的转发，每经过一个网络就进行一次ARP解析。在网络间传输的时候，目的IP地址和源IP地址不会发生变化，但是目的MAC地址和源MAC地址会发生变化
ICMP协议
ICMP用于网络节点之间相互传递差错控制消息和异常检测报告
ICMP差错报告：终点不可达(不能找到目的交付主机)、超时(TTL的值减为0)、参数问题(首部字段出现错误)、重定向(改变路由)
ICMP差错报告对ICMP差错报告不再发送ICMP差错报告；除了第一个分片以外的其他包片，都不发送ICMP差错报告；多播或者广播不发送；特殊地址不发送
ICMP询问报文：回送请求和回答(测试目的站是否可以到达)、时间戳请求和回答(时钟的同步和时间测量)
PING命令：用到ICMP回送请求和回答报文，源主机发送ICMP回送请求和回答报文，目的主机收到后立刻回送应答报文，如果源主机能接收到ICMP回送报文，那么说明源主机到目的主机之间的网络正常
Tracert命令：向目的网络发送不同的TTL值的ICMP回送请求和回答报文，当TTL的值为0的时候，就会将ICMP超时报文回送给源主机，这样源主机就知道经过了哪些路由器
RIP协议
以距离向量、跳数作为网络距离度量方式，适合用于小型的网络，是自治域之内的协议
仅仅与邻居路由器交换信息；交换的信息是当前路由器的路由表，根据最短路径算法更新路由表；最后是定期的交换路由信息，如果距离不可达的话路由表的距离就为16
坏消息传得慢：网络出现故障的适合，RIP要经过较长的时间才可以把故障信息传给所有的路由器
举个例子：假如传递的信息是"3，1，R2"的意思是"目的网络，所需距离，下一跳路由器"。 连接顺序是网络1-R1-网络2-R2-网络3
R1向R2发送"3，2，R2"，但是此时3网络和2之间的路径已经坏了，R2没有及时把"3，16，直接"返回给R1，而是返回了"3，3，R1"。是因为R2收到了R1来的信息是到3网络只需要经过R2走两步，于是R2直接更改自己的路由表，将"3，16，直接"更改为了"3，3，R1"，然后依次往复两者之间不断的发送报文
OSPF协议
用于自治域之内，想办法搜集到完整的数据，自行计算路由结构，不再依靠别人的结构，是基于链路状态的协议
利用洪泛向本自治系统中的所有路由器发送信息，向所有输出端口的邻居路由器发送信息；只和邻居路由器交换链路状态，只需要说明本路由器和其他哪些路由器存在直连关系（不需要经过其他路由器）；只有在链路有变化的适合才会交换信息
分层路由：OSPF将很大的自治系统划分为若干个更小的区域，将链路状态信息洪泛的范围局限于每一个区域。每一个区域存在一个区域边界路由器，从其他区域来的信息都需要经过区域边界路由器的管理
IS-IS协议
自治域之内的协议，基于链路状态并使用最短路径优先的路由协议
基本思想和OSPF基本相似
分层路由：Level-1路由器：位于非骨干区域，负责区域内的路由，与同一区域的Level-1-2形成邻居关系
Level-2路由器：位于骨干区域，它可以和同一区域的Level-2路由器或者是其他区域的Level-1-2路由器形成邻居关系
Level-1-2路由器：可以和同一区域的Level-1-2路由器/Level-1路由器形成Level-1邻居关系，还可以同其他区域的Level-2和Level-1-2形成Level-2的邻居关系。维护两个LSDB表，一个是用于区域内的路由，一个用于区域间的路由
BGP协议
用于自治域之间的协议，实现了自治域之间数据包路由，只需要在自治系统之间传递可达信息即可
BGP发言人：每一个自治系统的管理员必须要选择一个路由器作为该自治系统的发言人
AS的BGP发言人之间互相交换信息，先建立TCP连接，然后在此连接上面交换BGP报文来建立BGP会话，最后利用BGP会话交换路由信息，只需要交换路由器之间的可达性信息。
BGP刚开始运行的时候，BGP的邻站之间要交换整个的BGP路由表，但是之后只有路由发生变化的时候才交换由变化的路由表
MPLS协议
将面向无连接的逐条转发方式变成了面向连接的虚电路转发模式，利用标签实现数据分组的高效传送。
在进入MPLS的时候，在入口节点会进行打标签，插入一个MPLS的首部，并且按照转发表转发到下一个LSR，相当于在做数据包的分类
构建转发表，MPLS中的LSR之间使用标签分配协议，分配标签的时候，只需要保证相邻的，但是需要注意的是同一节点的不同路径的标签的分配是不一致的
数据包没经过一个LSR路由器的时候，就会将自己的入标签改为路由器标签交换表中的出标签，然后将数据包从出接口转发出去
当IP数据包离开MPLS的时候，会剥离MPLS的首部标签
设备
中继器
物理层设备
不可以隔离广播域，也不可以隔离冲突域
集线器
物理层设备
不可以隔离广播域，也不可以隔离冲突域
共享一条信道的带宽
只能是半双工的工作方式
网卡
工作在物理层和数据链路层
MAC地址的存储器
交换器
数据链路层设备
不可以隔离广播域，可以隔壁冲突域
独享信道的带宽
可以进行全双工通信
网桥
数据链路层设备
不可以隔离广播域，可以隔离冲突域
路由器
网络层设备
可以隔离广播域，也可以隔离冲突域
常见缩写
C：控制 P：平面 N：网络 U：用户
• ARPANET（阿帕网）：美国国防部高级研究计划署建立的第一个分组交换网络，是互联网的前身。
• CPN（控制平面网络）：用于管理和控制通信网络的逻辑分区。
• UNI（用户网络接口）：连接用户设备和网络设备的接口标准。
• SNI（服务器名称指示）：扩展 TLS 协议以允许多个 SSL 证书在同一 IP 地址上工作。
• ATM（异步传输模式）：一种面向连接的传输协议，用于高效传输语音、视频和数据。
• TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）：一组用于计算机网络通信的协议。
• OSI/RM（开放系统互联参考模型）：定义网络通信功能的七层模型。
• PDU（协议数据单元）：在特定网络层中传输的数据包。
• SDU（服务数据单元）：提供给下一层协议的数据。
• LAN（局域网）：覆盖有限地理范围的计算机网络。
• MAN（城域网）：覆盖城市范围的大型计算机网络。
• WAN（广域网）：覆盖广泛地理区域的计算机网络。
• MAC（介质访问控制）：控制设备如何访问网络传输介质的子层。
• Ethernet（以太网）：广泛使用的局域网技术标准。
• CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）：以太网使用的访问控制方法。
• LLC（逻辑链路控制）：数据链路层的一部分，用于管理多路访问和错误检查。
• CRC（循环冗余校验）：用于检测数据传输错误的校验算法。
• PPP（点对点协议）：一种用于直接连接计算机和路由器的通信协议。
• PPPoE（以太网上的点对点协议）：一种在以太网上封装 PPP 帧的协议。
• VLAN（虚拟局域网）：通过网络交换机划分的逻辑网络。
• IP（互联网协议）：用于在网络间传输数据包的协议。
• ICMP（互联网控制消息协议）：用于发送错误消息和操作信息的协议。
• IGMP（互联网组管理协议）：用于在 IPv4 网络上建立和维护多播组成员资格的协议。
• ARP（地址解析协议）：将 IP 地址转换为 MAC 地址的协议。
• VPN（虚拟专用网络）：通过公共网络建立安全连接的技术。
• NAT（网络地址转换）：在不同网络之间修改 IP 地址的技术。
• MPLS（多协议标签交换）：加速和管理网络流量的协议。
• FEC（前向纠错）：通过添加冗余数据来检测和纠正错误的技术。
• LER（标签边缘路由器）：MPLS 网络中处理标签分配和交换的设备。
• LSR（标签交换路由器）：MPLS 网络中执行数据包转发的路由器。
• TCP（传输控制协议）：提供可靠、面向连接的数据传输协议。
• UDP（用户数据报协议）：提供无连接、不可靠的数据传输协议。
• Socket（套接字）：用于网络通信的编程接口。
• ARQ（自动重传请求）：一种用于错误检测和纠正的协议。
• RTT（往返时间）：数据包从发送方到接收方再返回所需的时间。
• HTTP（超文本传输协议）：用于在万维网上传输超文本数据的协议。
• HTML（超文本标记语言）：用于创建网页的标记语言。
• DNS（域名系统）：将域名转换为 IP 地址的系统。
• FTP（文件传输协议）：用于在网络上传输文件的协议。
• NAT（网络地址转换）：将私有 IP 地址转换为公共 IP 地址的技术。
• DHCP（动态主机配置协议）：自动分配 IP 地址给网络设备的协议。
• SNMP（简单网络管理协议）：用于管理和监控网络设备的协议。
• SMTP（简单邮件传输协议）：用于发送电子邮件的协议。
• POP3（邮局协议第3版）：用于从邮件服务器接收电子邮件的协议。
• Telnet（远程终端协议）：用于远程登录网络设备的协议。
• OSPF（开放最短路径优先）：一种链路状态路由协议，用于 IP 网络中的路由选择。
• BGP（边界网关协议）：用于在不同自治系统之间交换路由信息的协议。
• EGP（外部网关协议）：BGP 的前身，早期的路由协议。
• MBGP（多协议 BGP）：支持多种协议族（如 IPv6 和 MPLS）的 BGP 扩展。
• RIP（路由信息协议）：一种基于距离矢量的路由协议，用于小型网络。
• RIPv2（路由信息协议第2版）：RIP 的改进版本，支持 VLSM 和路由标签。
• IMS（IP 多媒体子系统）：用于提供多媒体服务的架构。
• CSCF（呼叫会话控制功能）：IMS 架构中的核心网络功能，处理会话控制。
• HSS（归属用户服务器）：IMS 架构中的数据库，存储用户信息和服务配置。
• AS（应用服务器）：提供特定应用和服务的服务器。
• SL（服务位置）：标识服务在网络中的位置。