计算机网络基础扫盲
这篇文章主要带大家来了解一下，在学习，计算机网络前，我们需要了解的一些概念，算是知识扫盲，不需要全部记住，只需要有印象即可。比如当你看到“负载均衡“这个关键字的时候，你会有印象说：“我好像在哪见过来着“，这样就可以了，当你后续深入学习时，你就会有更深的理解并且记住。
一、网络基础概念
计算机网络： 多台计算机或设备通过通信线路连接起来，实现数据传输和资源共享的系统
主机： 网络中的终端设备，比如电脑、手机、服务器
网络主机： 连接了网络、能够对外提供或使用网络服务的计算设备
服务器： 提供服务的计算机，比如网站服务器、数据库服务器
客户端： 向服务器请求服务的设备或程序，比如浏览器网页、App
网络协议： 网络通信双方共同遵守的规则
TCP/IP： 互联网最核心的协议体系，比如 TCP、IP、UDP、HTTP 等协议
二、网络分层模型
OSI 七层模型： 理论上的网络分层模型，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
TCP/IP 四层模型： 实际上更常用的网络分层模型，包括网络接口层、网际层（网络层）、传输层、应用层
物理层： 负责比特流的传输，比如网线
数据链路层： 负责同一局域网内设备之间的数据传输，比如以太网、MAC 地址
网络层： 负责不同网络之间的数据转发，比如 IP 协议
传输层： 负责端到端的数据传输，比如 TCP、UDP
应用层： 面向用户程序提供网络服务，比如 HTTP、DNS、FTP
三、地址与标识
IP 地址： 用于在网络中标识设备或网络接口的地址
IPv4： 第 4 版互联网协议地址，用来给网络中的设备分配地址，比如 192.168.1.1
IPv6： 第 6 版互联网协议地址，是为了解决 IPv4 地址不够用的，比如 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334
公网 IP： 可以在互联网中直接访问的 IP 地址
私网 IP： 局域网内部使用的 IP 地址，比如公司内网
子网掩码： 用来区分 IP 地址中的网络部分和主机部分，判断一个 IP 地址属于哪个网络
网段： 同一网络范围内的一组 IP 地址
网关： 连接不同网络的出口设备，通常是路由器
默认网关： 主机访问外部网络时默认发送数据的出口
MAC 地址： 网卡的硬件地址，用于局域网内识别设备
端口号： 可以在同一台网络主机上，唯一标识一个通信进程
Socket： 操作系统提供的一种网络通信接口，用来让两个程序通过网络收发数据
回环地址： 本机地址，通常为 127.0.0.1
localhost： 表示本机，通常为 127.0.0.1
0.0.0.0： 在服务监听时表示绑定本机所有网卡地址
四、网络类型与拓扑结构
局域网 LAN： 小范围网络，比如公司内网，校园网
广域网 WAN： 大范围网络，比如互联网
城域网 MAN： 覆盖城市范围的网络
WLAN： 无线局域网，通常指 Wi-Fi
Wi-Fi： 常见无线网络技术，用于设备无线接入局域网
以太网： 最常见的有线局域网技术
网络拓扑： 网络设备之间的连接结构，比如星型、总线型、环型
星型拓扑： 所有设备连接到中心设备，比如交换机
总线型拓扑： 所有设备共享同一条通信线路
环型拓扑： 设备连接成环状结构
五、网络设备
路由器： 连接不同网络并转发数据包的设备
交换机： 连接局域网设备，并根据 MAC 地址转发数据帧的设备
集线器： 早期网络设备，会把数据广播给所有端口，效率低
网卡： 设备连接网络的硬件接口
防火墙： 根据规则允许或阻止网络流量的安全设备或软件
代理服务器： 代替客户端访问目标服务器的中间服务器
六、数据传输单位与封装
数据包： 网络传输中的一小块数据
报文： 某一协议层传输的数据内容，通常包含头部和数据部分
帧： 数据链路层的数据单位
分组： 网络层的数据单位，常指 IP 数据包
段： 传输层的数据单位，常指 TCP 段
封装： 上层数据传到下层时，逐层添加协议头部的过程，有些层还会添加尾部
解封装： 接收方收到数据后，逐层去掉协议头部的过程，有些层还会去掉尾部
MTU： 最大传输单元，表示一次能传输的最大数据包大小
七、网络通信与转发相关概念
路由： 根据目标 IP 地址和路由表，选择数据包下一跳或转发接口的过程
ARP： 地址解析协议，在 IPv4 局域网通过 IP 地址查询 MAC 地址
ICMP： 网络控制报文协议，常用于错误报告和网络诊断，比如 ping
TTL： Time To Live，数据包的生存时间，防止数据包在网络中无限循环
广播： 向同一网络中的所有设备发送数据
单播： 一对一发送数据
组播： 一对多发送数据，只发给指定组成员
任播： 多个节点共享一个地址，数据发给距离较近或最合适的节点
VLAN： 虚拟局域网，把一个物理网络划分成多个逻辑网络
八、传输层协议与机制
TCP： 面向连接、可靠传输的协议，适合网页、文件传输等场景
UDP： 无连接、不保证可靠性的协议，适合直播、游戏、语音通话等场景
三次握手： TCP 建立连接的过程，用来确认双方收发能力正常
四次挥手： TCP 断开连接的过程，用来可靠关闭连接
ACK： 确认报文，表示数据已收到
SYN： TCP 建立连接时使用的同步标志
FIN： TCP 关闭连接时使用的结束标志
RST： TCP 重置连接的标志
拥塞控制： TCP 根据网络拥堵情况调整发送速度的机制
流量控制： TCP 根据接收方处理能力控制发送速度的机制
滑动窗口： TCP 中用于控制发送和接收数据量的机制
粘包： TCP传输中，发送方多次发送的数据，被接收方一次读取，导致多个应用层消息“粘”在一起
拆包： TCP 传输中，发送方一次发送的数据，被接收方多次读取，导致应用层消息被拆分成多个
半连接队列： TCP 三次握手还没有完成时，服务端用于保存连接状态的队列
全连接队列： TCP 三次握手完成后，服务端用于保存等待应用程序 accept 的连接队列
九、常见应用层协议
DNS： 域名解析系统，把域名转换成 IP 地址
HTTP： 超文本传输协议，主要用于浏览网页
HTTPS： 加密版 HTTP，使用 TLS/SSL 保证数据安全
FTP： 文件传输协议
SFTP： 基于 SSH 的安全文件传输协议
SMTP： 发送邮件的协议
POP3： 接收邮件的协议，通常把邮件下载到本地
IMAP： 接收邮件的协议，支持邮件在服务器和多个客户端之间同步
WebSocket： 支持客户端和服务器之间双向实时通信的协议
SSH： 安全远程登录协议，常用于远程管理服务器。
十、HTTP 与浏览器相关概念
域名： 便于人记忆的网站地址，例如 raymq.com
URL： 统一资源定位符，表示网络资源的完整地址
HTTP 请求： 客户端发给服务器的请求消息
HTTP 响应： 服务器返回给客户端的响应消息
请求方法： HTTP 请求的操作类型，比如 GET、POST、PUT、DELETE
状态码： HTTP 响应结果编号，比如 200、404、500
200：表示请求成功
301：表示永久重定向
302：表示临时重定向
400：表示客户端请求错误
401：表示未认证
403：表示没有权限访问
404：表示资源不存在
500：表示服务器内部错误
Cookie： 服务器存储在客户端的一小段数据，用于保存登录标识
Session： 服务器端保存的用户会话信息
Token： 用于身份认证的令牌
跨域： 网页请求的目标地址与当前页面的协议、域名或端口不同
CORS： 服务器通过响应头声明允许哪些跨域请求的机制
同源策略： 浏览器安全策略，限制网页随意访问不同源的资源，要求协议、域名、端口相同才算同源
长连接： 连接建立后保持一段时间，便于复用
短连接： 每次请求都新建连接，请求完成后关闭
Keep-Alive： HTTP 中用于保持连接复用的机制
十一、代理、负载均衡与内容分发
正向代理： 客户端通过代理访问外部服务器
反向代理： 位于服务器前面的代理服务器，替后端服务器接收客户端请求，并把请求转发给后端服务
负载均衡： 把请求分发到多台服务器，避免单台服务器压力过大
CDN： 内容分发网络，把资源缓存到离用户更近的节点
DNS 轮询： 通过 DNS 返回多个 IP 实现简单的负载均衡
Nginx： 常用的 Web 服务器、反向代理服务器和负载均衡服务器
Apache： 常用的 Web 服务器
十二、NAT 与内外网访问
NAT： 网络地址转换，用于在内网地址和公网地址之间进行转换，使内网设备可以访问互联网
端口映射： 把公网端口转发到内网某台设备的指定端口
十三、网络配置与域名解析
DHCP： 自动分配 IP 地址、网关、DNS 等网络配置的协议
DNS 缓存： 缓存域名解析结果，减少重复查询
Hosts 文件： 本地手动配置域名和 IP 对应关系的文件
十四、网络性能指标
带宽： 网络链路单位时间内理论上能传输的数据量，比如云服务器的30 Mbps
吞吐量： 实际单位时间内成功传输的数据量
延迟： 数据从发送端到接收端所花费的时间
丢包： 数据包在传输过程中丢失
抖动： 网络延迟不稳定，时快时慢
QoS： 服务质量控制，用于给重要流量更高优先级
十五、网络安全
VPN： 虚拟专用网络，通过加密隧道访问远程网络，比如梯子
SSL/TLS： 用于加密网络通信的安全协议
证书： 用于证明网站身份并支持加密通信的数字文件
SYN Flood： 大量伪造 TCP 连接请求造成服务器资源耗尽的攻击
DDoS： 分布式拒绝服务攻击，通过大量请求使目标服务不可用
DNS 污染： DNS 查询结果被错误或恶意篡改
DNS 劫持： DNS 请求被拦截并返回错误地址
十六、网络诊断与工具
Ping： 使用 ICMP 测试目标主机是否可达
Traceroute： 用来查看数据到目标主机经过的路由路径
抓包： 捕获并分析网络数据包
Wireshark： 常用的图形化抓包分析工具
tcpdump： 常用的命令行抓包工具
Netstat： 查看网络连接、端口监听等信息的工具
Curl： 命令行 HTTP 请求工具
Telnet： 可用于测试端口连通性的工具
十七、常见网络故障
网关超时： 代理或网关等待后端服务器响应超时
IP 冲突： 两台设备使用了相同 IP 地址，导致网络异常
端口占用： 某个端口已经被程序使用，其他程序无法绑定
十八、后端开发中常见的网络通信概念
P2P： 点对点网络，节点之间可以直接通信
CS 架构： 客户端-服务器架构，客户端请求服务器提供服务
BS 架构： 浏览器-服务器架构，通过浏览器访问服务器应用
API： 应用程序接口，常用于客户端和服务器之间的数据交互
REST： 一种常见 Web API 设计风格
RPC： 远程过程调用，像调用本地函数一样调用远程服务
微服务： 把系统拆分成多个独立服务，每个服务通过网络通信协作
服务发现： 自动查找可用服务实例的机制
心跳机制： 定期发送检测消息，用于判断连接或服务是否存活
超时： 请求在规定时间内没有得到响应
重试： 请求失败后再次发送请求
幂等性： 多次执行同一操作，结果与执行一次相同
限流： 限制单位时间内的请求数量，防止系统过载
熔断： 当服务异常时临时停止调用，避免故障扩大
降级： 系统异常时关闭部分功能，保证核心功能可用
高可用： 系统在部分故障时仍能继续提供服务