1.Ethernet参考模型
国际标准化组织(ISO)提出的网络体系结构模型，称为开放系统互联参考模型(OSI/RM)，通常简称为OSI参考模型。OSI参考模型分为7层，从下往上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
在市场化方面,OSI参考模型失败了，TCP/IP模型获得了广泛的应用，其采用四层的体系结构，分别是应用层、运输层、网际层和网络接口层，然而由于最下面的接口层并没有具体的内容。
因此在实际应用中，通长采用折中的方法，即综合OSI和TCP/IP的优点，采用有五层协议的体系结构。
2.计算机网络的性能指标
- 速率：速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s等。
- 带宽：信号具有的频带宽度，单位是赫。通常现在说的带宽是指数字信道所能传送的最高数据率，常用的带宽单位是kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s。在时间中轴上信号的带宽随着带宽的增大而变窄。
- 吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。
- 传输延迟：发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
- 利用率：信道利用率是指的信道有百分之几是时间被利用（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是0。
3.物理层介绍
3.1基本概念
物理层是描述为确定与传输媒体接口的一些特性，具体包括机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。
3.2数据通信系统模型
1.单向通信：又称单工通信，只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
2.双向交替通信：又称半双工通信，通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送，当然也不能同时接收。
3.双向同时通信：又称全双工通信，通信的双方可以同时发送和接收信息。
3.3物理层的设备和下面的传输媒体
物理层的设备：集线器，主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传播距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。还有RJ45接头等。
下面的传输媒体包括：双铰线、同轴电缆、光缆、光纤等。
4.数据链路层介绍
4.1基本概念
除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加在链路上，就构成了数据链路。链路指的是一条无源的点到点的物理线路段，是物理上的传输线路；而数据链路，指的就是传输数据的线路，是一个逻辑上的连接。物理层的上一层就是数据链路层，而数据链路层又在网络层之下，所以，数据链路层接受物理层的提供的服务（主要是传输比特流），同时，也为它的上层网络层提供服务。其基本的模型为：
可以看出，数据链路层是数据逻辑上的连接与流动。
4.2 数据链路层的两个子层
为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层和媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。其中与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的 。
4.3数据链路层的作用
数据链路层传输的是帧，只关心帧头帧尾和校验。
数据链路层使用的信道主要有两种：
1.点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式。
2.广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据收发。
综合，数据链路层其实是提供了两个相邻节点之间可靠的数据传输。
4.4数据链路层解决的三个问题
1.封装成帧
封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
1）其中SOH包括6个字节的目的地址、6个字节的源地址、2个字节的类型字段。地址指的是MAC地址，或称物理地址，由48比特长，12个16进制数字组成，0-23位（前6位十六进制）是表示厂商的代码，24~47由厂商自行分配，是网卡的唯一编号，因此每一个网卡会有一个地球上独一无二的固定的MAC地址，但是可对多个IP地址。类型字段表示网路层使用的是什么协议，比如：IP\IPX\ICMP\IGMP。
2)EOT表示4个字节的校验字段。CRC是使用的比较广泛的校验方式。
注意：当数据字段的长度小于 46 字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节。
2.透明传输
在数据部分中，碰巧就出现了和真正的EOT一模一样的字符这时候，接收端就会误以为数据中的那个EOT是帧结束的标识。怎么解决这个问题？透明传输，就是为了保证数据传输的透明性，不管在数据部分中出现什么样的字符，都不会给接收端带来误会。
1)发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。
2)字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
3)如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
3.差错监测
在传输过程中，可能会产生比特差错：1可能变成0，0可能变成1。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错监测措施。在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。
CRC的原理介绍：
1)在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。
2)假设待传送的一组数据 M = 101001（现在 k = 6）。我们在 M 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码一起发送。
3)用二进制的模 2 运算进行 2n 乘 M 的运算，这相当于在 M 后面添加 n 个 0。
4)得到的 (k + n) 位的数除以事先选定好的长度为 (n + 1) 位的除数 P，得出商是 Q 而余数是 R，余数 R 比除数 P 少1 位，即 R 是 n 位。 这里其实进行的是异或运算。
4.5 物理链路层的设备
以太网交换机：以太网交换机通常都有十几个接口。因此，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥，可见交换机工作在数据链路层。
以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。 以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。
5.网络层
5.1基本概念
1.网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务
2.网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）
3.网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。
网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。与 IP 协议配套使用的还有四个协议：地址解析协议 ARP(Address Resolution Protocol)、逆地址解析协议RARP(Reverse Address Resolution Protocol)、网际控制报文协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)、网际组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)
5.2 IP地址及其划分方式
IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。两级的IP地址定义：IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>}。
IP地址是一种分等级的地址结构，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口，一个路由器至少连接两个网络时，才能将IP数据从一个网络转发到另一个网络，因此一个路由器至少有两个不同的IP地址。局域网都具有相同的网络号。
5.3地址解析协议
1.不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。
2.每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
3.当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。
4.只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知 IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该 IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址。
5.4 IP数据报
1.一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。
2.首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。
3.版本—占 4 位，指 IP 协议的版本目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4).
4.首部长度——占 4 位，可表示的最大数值是 15 个单位(一个单位为 4 字节)，因此 IP 的首部长度的最大值是 60 字节。
5.源地址和目的地址都各占 4 字节
6.在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。
7.总长度—占 16 位，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节。
5.5 子网掩码
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议。IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}。当没有划分子网时，IP 地址是两级结构，划分子网后 IP 地址就变成了三级结构，划分子网只是把 IP 地址的主机号 host-id 这部分进行再划分，而不改变 IP 地址原来的网络号 net-id。
从一个 IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。
默认的子网掩码：
子网掩码的重要作用：
1.子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。
2.路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。
3.路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。
4.若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
——参考学习韩立刚老师课程。