一直想写有关计算机网络的内容，趁着这段时间在准备面试。就顺便整理复习一下。
网络分层模型
ISO/OSI模型，即开放式通信系统互联参考模型（Open System Interconnection Reference Model），是国际标准化组织（ISO）提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架，简称OSI。
TCP/IP协议模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol），包含了一系列构成互联网基础的网络协议，是Internet的核心协议，通过20多年的发展已日渐成熟，并被广泛应用于局域网和广域网中，目前已成为事实上的国际标准。TCP/IP协议簇是一组不同层次上的多个协议的组合，通常被认为是一个四层协议系统，与OSI的七层模型相对应。
以上这些都是百度百科的东西。但是理解起来有点困难，待我慢慢分析。
物理层
物理层最好理解。如果在两台计算机中，要实现他们相互通信的话，最简单的办法就是使用一条线，将他们连接起来，然后通过高低电频的方式，完成信息的交互。
这样，简单的物理层就实现了。物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西
但是随着设备的不断增加，两两相连实现通信的方式肯定是不现实的。这时，就可以进入下一层了。
数据链路层
数据链路层还有一个名字，叫做MAC层。叫他MAC层的原因，是在这里，主要就是使用的MAC地址进行通信的。
MAC地址，通俗的就可以理解为一个实际的地址。假如要去某个人的家里，那么就必须要先知道他的家庭地址才可能去到他家。现实生活中的家庭地址就可以理解成网络中的MAC地址。MAC地址也是唯一的，它就是计算机的唯一标识。在计算机出厂时，MAC地址在网卡上就已经确定好了。MAC地址则是48位的，通常表示为12个16进制数。包括手机也有MAC地址。
类似这样
在数据链路层中，还有一个设备，叫做交换机。
交换机的作用是通过一条网线连接多台电脑实现上网的功能。在交换机中，记录了连接设备的MAC地址。所以，将其他计算机连接到交换机上，然后通过交换机中记录的计算机唯一物理标识MAC地址，实现在同一个交换机上设备的通信。
同时，交换机可以通过互相桥接的方式即一台连接下一台，下一台连接下一台，使用多台交换机共同记录的MAC地址来实现连接在不同的交换机的计算机完成通信。
虽然交换机通过桥接可以完成通信，但是毕竟他是一个物理设备，首先是他自己的物理内存有限，其次是大规模的桥接方式实现，就是一个交换机找另外一台交换机的MAC，另一台没有MAC地址，在找另外一台交换机找MAC地址…故而在比较小的局域网内使用交换机桥接是没什么问题的。
在现在的生活中，我们上网大部分都是通过路由器接网线来实现多设备的上网的。现在就来到了第三层网络层了。
网络层
在不同的网络内，在交换机的基础上再连接一个路由器，再通过路由器来连接计算机设备。路由器在跨两个网络的连接点，所以它也叫网关。
有了网关，网关再去找到不同的交换机去找到相应的MAC地址。在找到相应的交换机，这里又提出了一个大家熟知的名词–IP地址
IP地址的作用有两个。
- 标识网络
- 标识设备
它和MAC地址不同，MAC地址是计算机的唯一标识，IP地址用来是标识设备。所以现在每台设备又有了一个IP地址。简单点说，在网络中，就是通过IP地址找到设备，再通过设备，找到MAC地址，最后通过计算机的MAC地址，完成通信。
传输层
现在设备通信的问题已经解决了。接着就是是关于设备通信数据传输的问题。在传输层，就是我们常说的TCP/UDP协议了。我们往往采用的是TCP协议。
TCP协议百度百科这样说的：TCP即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。别看就是这一句简单的几句话。它的内容还是很多的。
先是它的可靠性。一个比喻就是，如果远距离运输一辆自行车。如果将自行车组装好再运输，在运输过程中出现磕碰和损坏的几率就会增大（丢包）。但是将自行车使用零件来远距离运输，磕碰和损坏的几率就会减少。TCP协议就是通过将数据分段传输来保证数据的可靠性。
TCP协议三次握手
为了保证传输的可靠性，TCP协议在UDP基础之上建立了三次对话的确认机制，即在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。
模拟一下三次握手。大概就是这样
通过三次握手的形式，建立连接，三次握手主要就是判断客户端和服务端的连接是否有效。当三次握手成功。就可以开始传输数据了。
这里SYN包和ACK包都是TCP协议的首部。
TCP协议四次挥手
四次挥手，同样也是基于以上的原理。尤其是通信双方都可以独立关闭自己的通信通道，也就是半关闭。
连接释放需要发送4次报文才能完成. 这是因为TCP连接是全双工的, 每一端都需要对读写部分分别进行关闭才行. 当一端关闭读/写或者都关闭时, 该端就会向对象发送FIN来告知对端我将要关闭了, 对端知道后挥发送确认, 关闭端确认后再发送一个确认给对端. 整体就是首先进行关闭的一方将执行主动关闭, 而另一方执行被动关闭。
FIN包也是TCP协议的首部。
应用层
数据传输也搞定了，现在就来到了应用层。
应用层就是经常使用HTTP协议、HTTPS协议、DNS协议等。
我们怎么通过URL访问到的网站
摘自博客面试环节：在浏览器输入 URL 回车之后发生了什么？
当我们访问百度时。直接在浏览器url地址输入www.baidu.com就可以访问到百度了。这其中发生了这些过程。
首先。当我们输入域名时，首先会判断是使用的是HTTP协议和HTTPS协议，即URL解析。（关于这两个协议之前写过一篇文章）
然后再进行DNS查询。
DNS查询会下面几个顺序
- 浏览器缓存
浏览器会先检查是否在缓存中，没有则调用系统库函数进行查询。 - 操作系统缓存
操作系统也有自己的 DNS缓存，但在这之前，会向检查域名是否存在本地的 Hosts 文件里，没有则向 DNS 服务器发送查询请求。 - 路由器缓存
路由器也有自己的缓存。 - ISP DNS 缓存
ISP DNS 就是在客户端电脑上设置的首选 DNS 服务器，它们在大多数情况下都会有缓存。 - 根域名服务器查询
在前面所有步骤没有缓存的情况下，本地 DNS 服务器会将请求转发到互联网上的根域。
以上步骤查询出的结果就是IP地址。比如我给我毕设设置的Hosts文件
DNS查询过程就是通过迭代和递归一层一层往下查。因为我修改了Hosts文件的原因。在我在浏览器输入www.penglei.com那么访问的就是127.0.0.1这个本地地址。
在DNS查询过程中可能会有DNS劫持的问题。
接着，就到了传输层。使用TCP三次握手完成连接。TCP/IP 分为四层，在发送数据时，每层都要对数据进行封装。（套娃？？）
接着服务器处理请求。打开网站的方式都是get请求。
接着浏览器接受相应。完成渲染页面。这样就完成了访问www.baidu.com的过程。
每层的作用
以下使用TCP/IP分层模型分析
应用层
通过DNS解析，获得到了IP地址，浏览器会开始构造一个 HTTP 报文，其中包括：
- 请求报头（Request Header）：请求方法、目标地址、遵循的协议等等
- 请求主体（其他参数）
传输层
传输层会发起一条到达服务器的 TCP 连接，为了方便传输，会对数据进行分割（以报文段为单位），并标记编号，方便服务器接受时能够准确地还原报文信息。
在建立连接前，会先进行 TCP 三次握手。
网络层
网络层即网关，也叫路由器了。网络层将数据段打包，并加入源及目标的IP地址，并且负责寻找传输路线。
判断目标地址是否与当前地址处于同一网络中，是的话直接根据 Mac 地址发送，否则使用路由表查找下一跳地址，以及使用 ARP 协议查询它的 Mac 地址。
ARP协议
ARP协议是属于网络链路层的东西，但在TCP/IP中，它位于网络层。
所谓ARP协议就是在交换机中记录了设备了MAC地址。通过IP地址具体信息找到连接了该设备的交换机。再使用交换机找到MAC地址。
链路层
现在获得了MAC地址。就可以传输数据了
根据以太网协议将数据分为以“帧”为单位的数据包，每一帧分为两个部分：
- 标头：数据包的发送者、接受者、数据类型
- 数据：数据包具体内容
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