计算机基础

计算机分类

超级计算机
工业控制计算机
网络计算机
个人计算机
嵌入式计算机

计算机硬件-CPU

计算机指标

参考指标：主频、缓存、核数

CPU分类

按厂商：intel AMD
按接口：LGA PGA
LGA触点式：新式接口类型现在Intel的CPU基本使用该接口
OGA针式：老的接口类型，AMD一直在使用该接口

CPU故障

温度过高造成死机，重启

计算机硬件-硬盘

硬盘介绍

负责存储数据永久存储低速设备

硬盘分类

机械硬盘

由磁盘片、磁头、马达、电路板等部件组成：价格低，容量大，技术稳定

固态硬盘

电信号存储：速度更快，容量相对较小，价格较贵

参考指标

容量
转速/读写速度
缓存大小

计算机内存

内存介绍

计算机的中间件，解决了CPU和硬盘之间速度不对等的问题。是CPU和硬盘数据交互的桥梁。

内存条分类

内存条分为：笔记本、台式机两种

内存选购

选购参数：容量频率

内存常见故障

台式机开机点不亮显示器

内存条的金手指（内存和主板插槽接触的铜片）氧化，拔下来用橡皮或者粗糙的纸擦；换个槽插

计算机主板

主板介绍

负责将所有的设备直接或间接链接起来。

参考指标

大板；小板
接口数量
支持CPU类型

主板故障

主板是高精密的集成电路板，出厂经过严格的检测，使用过程中如果不是外力，基本不会被损害。

计算机显卡

显卡介绍

最重要的图像输出设备，将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器，并向显示器提供逐行或隔行扫描信号，控制显示器的正确显示，是链接显示器和个人计算机主板的重要组件，是“人机对话”的重要设备。

显卡分类

ISA
PCI
AGP
PCI-E

显卡选购

参考指标：显存位宽频率

计算机其他设备

机箱

机箱是用来转载计算机硬件的容器，对计算机硬件起保护作用
指标：抗静电机箱质量机箱散热机箱质量不易变形机箱空间能够满足扩展需求
分类：E-ATX加大型 ATX标准型 M-ATX紧凑型 MINI mini型

电源

所有计算机获得电力的设备。
指标：品牌提供的电源接口电源功率

网卡

网络接口卡是计算机联网的设备

声卡

多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件

显示器

操作系统

计算机程序
负责管理硬件
负责驱动硬件
应用程序平台

###常见操作系统

微软windows
linux

应用软件

面向用户的计算机程序
处理某一方面的工作

计算机网络

网络介绍

是由通信介质将地理位置不同的且相互独立的计算机连接起来，实现数据通信与资源共享。

网络类型

按照拓扑分类

总线型
环型
星型
网型

按地域分类

局域网（LAN）：一个公司，一个家庭
城域网（MAN）：一个区，一个城市，一个国家
广域网（WAN）：一个国家，全世界

网络设备

交换机：负责组建局域网，研究的是MAC地址
路由器：负责组建广域网，研究的是IP地址

传输介质

同轴电缆、双绞线、光纤、电磁信号、蓝牙
双绞线分类：

传输速度分类：5类、超5类、6类

特点分类：屏蔽和非屏蔽双绞线

品牌分类：安普、西蒙、朗讯
光纤分类

多模光纤：可以传输多种模式的光，多模式光纤传输的距离比较近，一般只有几千米

单模光纤：只能传输一种模式的光，传输距离远，是多模光纤的几十倍以上

多模光纤外面颜色一般为橘红色。

ISO与OSI

ISO介绍

国际标准化组织（International Organization for Standardization简称为ISO）成立于1947年

OSI七层模型

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应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

第一层-物理层：机械、电子、定时接口通信道上的原始比特流传输。
第二层-数据链路层：物理寻址、同事将原始比特流转变为逻辑传输线路。
第三层-网络层：控制子网的运行如逻辑编址、分组传输、路由选择。
第四层-传输层：接受上一层的数据，在必要的时候把数据进行分割，并将这些数据交给网络层，且保证这些数据段有效到达对端。
第五层-会话层：不同机器上的用户之间建立及管理会话。
第六层-表示层：信息的语法语义以及他们的关联，如加密解密，转换翻译，压缩解压缩。
第七层-应用层：网络服务与最终用户的一个接口。

TCP和IP四层

TCP介绍

传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

IP四层

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应用层

传输层

网际层

网络接口层

网络接口层：通过包括操作系统的设备驱动程序和计算机对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。
网际层：处理分组在网络的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（Internet互联网控制报文协议，以及IGMP协议（Internet组管理协议））
传输层：
- 主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议: TCP (传输控制协议)和UDP (用户数据报协议)。
- TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层,确认接收到的分组,设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信,因此应用层可以忽略所有这些细节。
- 而另一方面，UDP则为应用层提供。种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另-台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必须由应用层来提供。这两种运输层协议分别在不同的应用程序中有不同的用途。
应用层：负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的TCP/IP实现都会提供下面这些通用的应用程序。
- Telnet远程登录
- FTP文件传输协议
- SMTP简单邮件传送协议
- SNMP简单网络管理协议

TCP/IP协议簇

###C/S案例

TCP和UDP

两种最著名的传输层协议，二者都使用IP作为网络层协议。
尽管两者都使用相同的网络层（IP），TCP却向应用层提供与UDP完全不同的服务。
TCO提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。

TCP协议介绍

TCP：传输控制协议，面向连接的协议。
一对一传输。
通常是一个客户和一个服务器彼此交互数据之前必须先建立一个TCP连接。

###TCP三次握手

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连接请求

授予连接

确认连接

传输数据

标记位	解释
SYN	请求号标记位
ACK	确认号标记位
seq	序号，代表请求方将会发送的数据的第一个字节编号
ack	返回的确认号，代表接收方收到收据后（也就是前面说的seq），代表希望对方下一次传输数据的第一个字节编号

状态位	解释
CLOSED	client处于关闭状态
LISTEN	server处于监听状态，等待client连接
SYN-RCVD	表示server接受到了SYN报文，当收到client的ACK报文后，它会进入到ESTABLISHED状态
SYN-SENT	表示client已发送SYN报文，等待server的第2次握手
ESTABLISHED	表示连接已经建立

第一次握手：客户端第一次发送一条连接请求数据，SYN = 1，ACK = 0就是代表建立连接请求，发送的具体数据第一个字节编号记为x，赋值seq。
第二次握手：服务端收到请求后，返回客户端的SYN = 1,加上自己的确认号ACK=1,发送的具体数据第一个字节编号记为y，赋值seq，希望客户端下一次返回编号x + 1个字节为止的数据，记为ack = x + 1。
第三次握手：客户端收到服务端返回的请求确认后，再次发送数据，原封不动返回ACK = 1,这里就不需要再发送 SYN=1了，为什么呢？因为此时并不是跟服务端进行连接请求，而是连接确认，所以只需要返回ACK = 1代表确认，同样的，发送的具体数据第一个字节编号记为seq = x + 1，希望服务端下次传输的数据第一个字节编号记为ack = y + 1

TCP四次挥手

状态位： FIN = 1：代表要求释放连接

第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手

为什么建立连接是三次握手，关闭连接确是四次挥手呢？

建立连接的时候，服务器在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。
而关闭连接时，服务器收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送，从而导致多了一次。为了确保正确关闭连接，所以需要四次。

UDP协议介绍

UDP是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI参考模型中的传输层协议，它是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
可以一对一，一对多传输，多对一和多对多的交互通信。

TCP和UDP的区别

TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）；UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
TCP要求的系统资源较多，UDP较少
TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达；UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付
TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流；UDP是面向报文的UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
每一条TCP连接只能是点到点的；UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
TCP首部开销20字节；UDP的首部开销小，只有8个字节
TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道；UDP则是不可靠信道

IP/IP地址/MAC地址

IP介绍

IP指网际互连协议，Internet Protocol的缩写，是TCP/IP体系中的网络层协议

IP地址介绍

IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

IP地址分类

IPV4：32位二进制，以点分割，分为4段十进制数
IPV4：128位二进制，以冒号分隔，分为8段十六进制数

MAC地址介绍

MAC地址也叫物理地址、硬件地址，由网络设备制造商生产时烧录在网卡(Network lnterface Card)的EPROM(一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写)。IP地址与MAC地址在计算机里都是以二进制表示的，IP地址是32位的，而MAC地址则是48位的。

IPV4/IPV6

IPV4介绍

网际协议版本4（英语：InternetProtocolversion4，IPv4），又称互联网通信协议第四版，是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。IPv4是互联网的核心，也是使用最广泛的网际协议版本，其后继版本为IPV6，直到2011年，IANAIPv4位址完全用尽时，IPv6仍处在部署的初期。
IPV4地址长32位，这些位被划分为4组，每组8位，每组最大不超过255，可使用以下方法描述
- 点分十进制表示如：192.168.0.1
- 二级制如：11000000.10101000.00000000.00000001
- 十六进制如：c0.a8.0.1

IPV4分类

按照第一段的范围分类
- A.1-126
- B.128-191
- C.192-223
- D.224-239
- E.240-255

子网掩码

区分IP地址的网络位和主机位
- A.255.0.0.0
- B.255.255.0.0
- C.255.255.255.0
- D.255.255.255.255
网络位：掩码对应的IP位的二进制部分，全为1的部分是网络位
主机位：掩码对应的IP位的二进制部分，不全为1的部分是主机位

IPV6表示法

冒分十六进制表示法

格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X表示地址中的16b，以十六进制表示，例如：
　　ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789

0位压缩表示法

在某些情况下，一个IPv6地址中间可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::”。但为保证地址解析的唯一性，地址中”::”只能出现一次。

内嵌IPv4地址表示法

为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌入IPv6地址中，此时地址常表示为：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六进制表示，而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示，例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子，注意在前96b中，压缩0位的方法依旧适用。

IPV6分类

单播地址

用来唯一标识一个接口，类似于IPv4中的单播地址。发送到单播地址的数据报文将被床送给此地址所表示的一个接口。
组播地址

用来标识一组接口（通常这组接口属于不同的节点），类似与IPV4中的组播地址。发送到组播地址的数据报文被传送给此地址所标识的所有接口。

任播地址

用来表示一组接口（通常这组接口属于不同的节点）。发送到任播地址的数据报文被传送给此地址所标识的一组接口中距离源节点最近（根据使用的路由协议进行度量）的一个接口，一对最近。

VLSM

VLSM（可变长子网掩码）提供了在一个朱磊（A类，B类，C类）网络内包含多个子网的能力，可以对一个子网在进行子网划分，使IP地址得到最充分的利用
划分子网

就是借用主机号的位充当网络号来扩大网络的个数

VLSM的优点

可以避免固定长度子网掩码浪费地址空间的问题
提高带宽利用率
实现LAN中的网络隔离，更加安全