笔记

link-layer switch 链路层交换机，也叫二层交换机。
router 路由器，也叫三层交换机。
一个packet从发送端到到接收端（会经过路由器等）的整个路径称为route。
网络协议就是设备间为了有限交流而使用的一套约定俗成的规则，包括格式，发送或者接收到报文所采取的动作。
数据以源 ip 为起始地址，以目标 ip 为最终地址很像邮局寄信。邮局就像路由器，不断发往下一个地址。
traceroute 程序可以跟踪所有源到你计算机的路由。图形化的软件有 pingplotter。
因特网尽最大努力以实时的方式交付分组，但是不做保证。
丢包的原因是存储空间不够（具体地定位到时哪个模块不够给力），当流量大时最容易出现.
互联网的协议是采用的五层模型：应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。
因特网最初是基于“一群互相信任的用户连接到一个透明的网络上”这样的模型设计的。所以注定会有很多安全问题（充满的善意构建的体系经不住小小恶意的一击）。
套接字是应用层到传输层的接口，发送端的应用将报文放入套接字，然后交给操作系统去发送。
应用层只能选择两个传输层的协议之一：tcp 和 udp。
tcp 提供面向连接的服务和可靠传输。
许多防火墙被配置成阻挡（大多数类型的）udp 流量，所以有些 udp 会失败。（还没有深刻理解）
端口号是区分套接字的关键。
udp 通过端口号来对应不同的 socket，端口号分为源端口和目标端口，大小 0 - 65535，0 - 1023 已经被特殊用途使用，不能再使用。
只要拥有目的 ip 和目的端口号，就能唯一定位一个 udp 套接字，即使源 ip 或者源端口号不同。源 ip 和源端口号只是为了回复信息。
而 tcp 的套接字是四元组标识，源和目标 ip（端口。）需要满足四个一样才能定位唯一的套接字。原因在于 tcp 是要握手通信的。
tcp 在握手成功后，服务端都会生成一个新的套接字用于连接。
三态的内容可寻址寄存器 TCAM，一个 32bit 的 ip 地址可以实现在常数时间内找到对应转发表的内容。
ip 数据流第一段为版本号，版本号不同，路由器的解释也不同
TTL time to live字段确保不会永远在网络中传播，行为经过一个路由就 -1，为 0 时就要被丢弃。
DHCP 动态主机配置协议，用于路由器动态学习，ip 与 port 口。
NAT 协议路由器从外部看来就像一个单 ip 的设备，所有从这个路由器出来的都是同样的源 ip，别的 ip 发往这个路由器内的设备也是用这个 ip 作为目标 ip。数据进入后会目标 ip 会根据 nat 转换表转换为本地ip。转换表是用端口号来实现映射的。
数据链路层的差错纠错之所以选择 crc 校验的原因是有使用专用的硬件实现。
mac 的广播地址是 48 个连续 1 组成的字符串。
地址解析协议（ARP）用于获取目标 ip 的 mac 地址。所以发送 ip 报文时，首先会发 arp 报文获取对应的 mac 才能进行接下来的操作。arp 只在同一个子网中工作。
arp 表：ip与 mac 的映射关系，也有 ttl（寿命值）。这个表通常在主机和路由中存在。如果主机 arp表有对应的映射关系，那么就不需要增加 arp 报文了。
arp建立于数据链路层，有链路层地址字段，但是也有网络层地址，所以该协议不符合简单的分层协议，属于两者的边界。
和以前的总线拓扑的以太网不同，交换以太网现在应用更广泛。switch 的链路属于交换以太网的范畴。
交换机的任务是将接收到的链路层帧转发出去，交换机对于子网中的主机和路由是透明的，也就是说端口不应该感觉到交换机的存在。
过滤和转发是交换机比较重要的两个功能。
交换机表是很关键的一个东西。
如果一个帧的目的地址和对应端口的映射关系存在，那么这个帧只会转发到目的端口。如果不存在，则转发到所有其他端口（就是常说的泛洪）。
交换机的自学习实现：进入该表的帧，交换机都会学习其源地址和对应端口。存在一个老化时间，老化时间一到，该表项就会被删除。
交换机的优点：消除碰撞，提供不同的介质链路的接入，便于管理，更安全。
一种攻击交换机的方式，交换机毒化。一台设备通过向交换机发送大量伪造的源 mac 地址帧，让交换机的mac 表被填满，那么交换机接收到正常的数据（mac不在表里）时，就会用泛洪的方式去广播，攻击者从而能够嗅探到本来拿不到的数据。
vlan 起到了隔离数据流的作用。多扩展了四字节VLAN标签的扩展以太网帧帧格式为 802.1.Q，四个字节包括 2 个字节的标签协议标识符，12bit 的 vlan 字段，3bit 的优先级。