注：这里我们所说的抽象语言是：文字，图像，音乐等等。所谓编码就是：C语言，c++语言，Java语言等等
eg：将一个笑脸通过电脑发送给另一台电脑。
1.在应用层中先将笑脸转化为编码，再传给表示层，表示层将编码转化为二进制，然后表示层再将二进制告诉给介质访问控制层，介质访问控制层控制物理层的CPU，将二进制变为电信号，电信号通过网卡上的网线，将电信号传给另一台电脑的物理层，另一台电脑再倒着将笑脸传给它的应用层，最后一个笑脸就成功地显示在电脑屏幕上。
因为电脑刚出来的时候，是不能进行相互通信的，为了解决这样一个问题，我们需要把网络增大。
1.使用中继器（放大器，是一个导体），延长传输距离
这种方法是通过纯物理加压的方式，延长传输距离，但是有很多弊端：
1.延时加大
2.延长距离有限
2.使用集线器（HUB，也是一个导体）将节点（终端）数量的增加
所谓集线器就是集成了中继器的功能，可以一次性连接多个电脑。
但是这个方法也存在很多弊端：
1.安全问题：电脑A给电脑B发消息时，集线器会将电脑A的消息发送给连接在它上的所有电脑
2.延时依旧加大
3.地址问题：当存在3个以上的电脑时，需要用地址去区分电脑
4.冲突问题：电脑A给电脑B发消息时，刚好电脑B也要给电脑C发消息，当两个消息同时经过集线器时，两个电信号相互影响，最终会破坏消息，使消息都不能成功发送。
解决地址问题，冲突问题
1.解决地址问题：
每一个设备在出厂的时候，厂家都会给这个设备一个地址，这个地址称为MAC地址（网卡芯片出厂烧录的全球唯一），由48位二进制组成，在设备中用16进制进行标识，这个MAC地址是全球唯一的。有了这个MAC地址就可以解决上述所说的地址问题。
2.冲突问题：
在这里我们使用CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测），这个技术通俗的来讲就是排队机制，当发生冲突时，一个先进行发送，另一个排队后进行发送。
注：但是这样依旧存在延时问题，而且冲突问题也依旧存在（电脑ABC同时发送，当电脑A发送完，BC在发送时就会冲突）
1.无限传输距离
2.无冲突（所有终端都可以同时收发自己的数据）
3.单播（一对一传输）
此时，我们就根据需求发明了网桥，网桥经过一年年迭代，最终成为了我们所熟知的交换机，交换机成为了集线器的升级版
交换机实现的功能
1.和集线器一样提供端口密度，用于更多的用户接入
2.无限延长传输距离：电脑A将表示二进制的电信号通过网线传给交换机，交换机会将电信号转换为二进制并进行储存，交换机再将二进制转化为电信号传给下一个电脑或交换机，就在这样（电信号转二进制并存储，把储存中的二进制转电信号）的循环下，就可以实现无限延长传输距离。简单讲：交换机将电流识别为date，之后再找到流量的出口后，将date重新制作为电流进行传输，实现了逻辑上无限延长传输距离的效果。
3.实现无冲突的环境（所有节点可以同时收发自己的数据）：交换机中内存条会储存二进制，只要内存足够大，不管有多少个二进制，都会进行储存，最后再一一转发。
4.单播（一对一通讯）：电脑A给电脑B发笑脸，A将笑脸变为date，date前会贴上A和B的MAC地址，交换机识别的时候会进行记录，比如：原MAC是A，连接我的1号口，如果它的MAC表中有B的连接口，就会把date发给B。如果没有，它会进行洪泛，从而找到B对应的连接口，然后再发给B。
注：
简单来讲就是：
1.由于交换机工作在二层，故可以将电流识别成为二进制后，再重新转换为电信号，来实现无限传输距离。
2.通过识别数据，存储数据再转发的逻辑来解决冲突。
3.通过记录数据帧中的MAC地址对应接口，唯一转发到目标，实现单播。
让网络变大----（无限距离，无冲突，单播）----交换机----MAC地址----洪泛----洪泛范围----路由器----ip地址----ARP----广播----广播域（洪泛域）
大白话总结：
我们为了让网络变大，即为了实现无限距离的传输，传输过程中没有冲突并且要实现一对一的单播，于是就出现了交换机，交换机识别的是设备的MAC地址并且主动通过洪泛找到对应设备的连接口，于是就产生了洪泛范围。洪泛范围越大，网络越卡，为了解决网络卡顿，于是就出现了路由器去隔离洪泛范围。IP地址的出现，让两台电脑之间的互通变得更加方便。eg：电脑A访问电脑B，会先判断在不在同一洪泛范围，在，电脑A就会发送ARP请求，迫使交换机去洪泛，这种被迫洪泛的就称为广播，广播之后就会获取电脑B的MAC地址，从而实现通信。不在，电脑A会发ARP要网关的MAC，之后将流量传输给路由器，通过路由器进行转发。
那么路由器是怎样转发的呢？
当路由器收到date时，会将date的原MAC改为自己的MAC，将目标MAC改为全f，原ip和目标ip不变。之后在另一个广播域里面路由器发ARP请求获取目标ip的MAC，这样就实现了不同广播域中设备的互通。（原ip和目标ip不变，每经过一个广播域，原MAC和目标MAC都要改变，路由器可以向pc要MAC地址）
注：
1.洪泛：除流量入口，其他接口复制转出。洪泛范围越大，网络越卡。
2.洪泛范围：通过路由器进行划分。比如：电脑A在找电脑B，会先判断AB在不在同一洪泛范围，如果在，通过洪泛去找，不在，则将流量交给路由器。
3.IPV4地址：32位二进制构成，存在两个部分，前部分为网络位，标记对应的洪泛范围（广播域）。后部分为主机位，标记在该范围内的唯一性。一个ip地址的网络位和主机位依赖子网掩码来进行区分。
4.ARP：地址解析协议，已知对端的某一地址，来获取另一种地址
5.正向ARP：已知同一网段其他设备的ip地址，通过广播的形式来获取对端的MAC地址。
6.路由器的ip地址，也就是我们熟称的网关。
7.应用层
6.表示层
5.会话层
4.传输层
3.网络层
2.数据链路层
1.物理层
解决计算机网络中复杂的大问题，从而支持异构网络系统之间的互通互联。
在这里，我们先了解应用层，表示层，数据链路层中的介质访问控制层，物理层
上三层为应用程序对数据进行加工处理的部分，所以统称为数据应用层
下四层负责数据的传输，统称为数据流层
eg：电脑A要发1个G的视频给电脑B，在发送前，电脑A会会这1个G的date做一次Hash算法，抽样出128位的数据，
当电脑B收到这1个G的date后，电脑B也会做一次Hash算法，将抽样出来的128位数据和A的128位数据进行对比。从而实现了效验。
注
这种效验只能保证数据的完整性，不能保证数据的安全性。
在解释这个问题之前，我们首先要解释两个名词：
1.分段：网络在正常通讯中，为保障通讯流程，且可以多人共享带宽，需要单个数据包不能过大（数据包容量不易过大，否则影响传输效率及共享带宽，分段大小由MTU决定）分段就是将上三层加工好的date分成若干个小date。这个分段会受到MTU（最大传输单元，默认为1500字节）限制。 （MSS：最大段长度1480字节）
2.端口号：用客户端区分进程（不同应用程序），用服务端区分不同的服务。比如：当客户端访问服务器时，将在动态端口号中随机选择一个唯一数值来代表该程序的进程（源端口号）；该端口号到达服务器后，服务器在回复消息时将该端口定义为目标端口号，便于客户端快速区分数据所要到达的进程（程序）。
注：0-65535，其中1-1023是默认的静态端口，注明端口，用于固定分配给服务器对应的服务（换句话说就是：给服务器说，客户端是来干什么的），1024-65535是动态端口号，随机端口号，用于标记客户端的进程。
UDP：用户数据报文协议
TCP：传输控制协议
简单协议分类
Header Chenksum：报头校验和
Source and Destination Address：源地址和目标地址，字段长度为32位
padding：填充，跨层封装到3层时，分片后所填充的内容
通过对端的一种地址来获取对端另一种地址
- AARP：正向ARP----已知同一网段的ip地址，通过广播来获取该ip对应的MAC地址
- RARP：反向ARP----已知对端的MAC地址，获取本地的ip地址
- FARP----无故ARP，使用AARP，来查询本地的ip地址，用于ip地址的冲突检测
域名解析：提前记录了域名与ip的映射关系。用于用户在访问服务器时，输入域名后，解析出对应的ip地址，来让客户端访问服务器。
协议数据单元（各种数据包的一个单位称呼）
上三层：数据报文
传输层：段
网络层：包
数据链路层：帧
物理层：比特
- {Preamble[前导卫，新数据开始的标志]，Destination Address[目标MAC]，Source Address[源MAC]，Type[证明3层是什么协议]}：为2层报头
- data：345层数据
- FCS：校验和
源终端设备需要进行数据封装，从高层封装到物理层；过程中基于应用层流量，选择传输层的协议和端口号；基于目标ip地址、目标MAC来封装3层和2层头部；
1.本地已知
2.访问网页基于域名，通过DNS服务器进行解析
3.终端客服端软件提前存储服务器ip地址，直接访问服务器，基于服务器中转来与实际目标进行通讯
使用ARP请求通过广播的形式来获取同一广播域设备的MAC地址
当数据帧进入交换机后，先查看数据中的源mac地址，然后将其与对应的入口记录；之后基于目标mac地址，查询本地的MAC地址表，若表中存在记录，按照记录对应接口单播转出；若没有记录，需要洪泛该流量 — 除流量进入接口外，其他所有接口复制转出；
终端访问另一设备时，在获取目标ip地址后，关注目标ip地址是否和本地处于同一网段；若在同一网段，使用ARP获取对端mac地址后，单播通讯；或目标ip地址与源头不在同一网段，将封装目标MAC地址为本地的网关位置；之后数据进入路由器，又路由器将数据基于路由表路由转发到目标地点；
总的来说：数据在跨网段传输过程中，源、目ip地址正常不变化，但源、目MAC地址在每一个广播域中重新编写，用于该广播域内的物理寻址；
1.跨层封装-----应用层数据直接封装于3层报头或者2层报头
2.封装3层报头----同一广播域内的服务型协议（ARP/OSPF…）使用的设备均为3层设备
3.封装2层报头----同一交换网络内的二层设备服务型协议----STP
注：正常应用程序封装的数据流量不做跨层处理，所以跨层封装的意义在于更快的完成服务型协议间的沟通计算
跨层封装时，部分没有封装的功能，必须由其他层面来辅助完成
跨层到3层（235层）
跨层封装到3层，那么4层的分段，端口号，该怎么解决呢？
跨层封装到3层报头时，IPV4报头可以对数据进行分片，之后每片内容填充与IPV4报头的padding（填充）中，携带到目的地。3层报头中还存在（protocol）协议号，用于对标后方（4层）所封装的协议0-255，其中6代表TCP，17代表UDP，其余数字每一个皆对应一个固定的跨层封装协议。
跨层到2层（25层）
电路交换（CS: circuit switching）是通信网中最早出现的一种交换方式，具有悠久的历史，并在多个领域中得到了广泛应用。以下是对电路交换的详细介绍：
定义与原理
- 电路交换是一种通信传输方式，它通过。在电路交换中，通信双方，交换机会为双方专门划分一个物理电路，数据在这个电路上，直到。
特点
- 独占性：在电路交换中，通信的双方在通话期间会独占一条物理通路，这意味着通信资源会被独占使用，不会被其他用户所利用。
- 有序性：数据经过固定的路径传输，保证了数据的有序性，不会发生乱序的情况。
- 时延稳定：在建立电路的过程中，会对通信资源进行预留，因此通信时延相对稳定，不受网络中其他用户的影响。
- 实时性：由于电路交换中建立了端到端的固定通路，可以保证数据的实时性，适用于对数据传输延时要求较高的应用场景。
工作过程
电路交换的基本过程可分为三个阶段：
- 连接建立：通信双方首先建立连接，交换机会为双方专门划分一个物理电路。
- 信息传送：在电路建立后，数据在这个电路上进行传输。
- 连接拆除：当通信完成后，交换机会拆除已建立的电路连接。
应用场景
电路交换最早应用于传统的电话通信中，通过建立电路实现双方的通话。此外，它还在以下领域得到了应用：
- 视频会议：电路交换可以保证视频会议的通信稳定性和实时性，满足实时的视频、音频和数据传输要求。
- 流媒体传输：在流媒体传输中，流媒体服务器会按照需要建立电路，将音视频数据传输给终端用户，以保证数据的实时性和有序性。
- 铁路信号系统：电路交换在铁路信号系统中得到广泛应用，通过建立电路来传输铁路信号，保证列车运行的安全和有序。
- 音视频广播：电路交换可以用于音视频广播系统中，将音视频信号传输给广播终端，保证音视频节目的同步和实时性。
- 专线租用：电路交换可以满足用户对专线通信的需求，提供稳定且带宽保证的通信服务，适用于需要大量数据传输的应用场景。
总的来说，电路交换是一种稳定、可靠的通信传输方式，适用于对通信质量有较高要求的应用场景。
报文交换（Message Switching），又称，是数据交换的三种方式之一。以下是关于报文交换的详细解释：
定义与原理
报文交换是计算机网络中重要的通信方式，它通过在网络中传递数据报文来实现不同计算机之间的通信和数据交换。在这个过程中，数据被封装成带有目标地址、源地址等信息的报文，在网络中的节点进行存储和转发，最终到达目标地址。
特点
- 无需建立专用链路：报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，用户可随时发送报文。
- 动态利用传输带宽：报文交换可以动态逐段利用传输带宽，对突发式数据通信效率高。
- 提高传输可靠性：在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据。
- 实现代码转换和速率匹配：在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信。
- 提供多目标服务：一个报文可以同时发送到多个目的地址。
- 允许建立数据传输优先级：使优先级高的报文优先转换。
工作过程
报文交换的工作过程可以归纳为以下步骤：
- 数据封装：在计算机网络中，数据报文需要经过多层协议的封装才能在网络中传输。例如在TCP/IP协议中，数据会被封装成数据包，然后再通过IP地址和端口号进行定位和传输。
- 路由选择：数据报文需要通过路由器进行传输，路由器会根据数据包的目的地址来选择合适的路径进行传输。这个过程需要路由器根据路由表来进行路由选择，然后再将数据包发送到下一个路由器或目的地。
- 存储转发：每一个节点接收整个报文，检查目标节点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个节点。
优缺点
优点：
- 无需建立专用链路，线路利用率高。
- 传输可靠性高，具有路径选择和重发机制。
- 便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信。
- 提供多目标服务和数据传输优先级。
缺点：
- 转发时延较大，不适合传送实时或交互式业务的数据。
- 只适用于数字信号。
- 报文长度没有限制，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。
应用场景
报文交换在多个领域得到了广泛应用，包括但不限于：
- 电子邮件系统：邮件内容被分割成多个报文，通过网络传输到接收方的电子邮箱。
- 即时通信应用：聊天内容被分割成多个报文，通过网络传输到对方的设备上。
- 金融支付系统：支付请求被分割成多个报文，通过网络传输到银行系统进行处理。
- 供应链管理：运输和追踪信息被分割成多个报文，通过网络传输到目的地的物流系统。
- 分布式计算系统：计算任务被分割成多个子任务，通过网络传输到云服务器集群中进行处理。
综上所述，报文交换是一种重要的数据交换方式，具有独特的特点和广泛的应用场景。
（Packet Switching）是一种在通信过程中，将用户通信的，并在每个数据段前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，以实现数据交互的通信方式。以下是分组交换的详细解释：
定义与原理
- 定义：分组交换是在通信过程中，通信双方、使用机制实现数据交互的通信方式。
- 原理：将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，并在每个数据段前面加上包含接收地址和控制信息的首部，构成分组。交换机根据分组中的地址信息将分组转发到目的地，完成数据的传输。
特点
- 灵活性高：分组的大小通常是固定的，但可以根据需要调整以满足不同应用场景的需求。
- 数据安全性强：分组交换可以采用加密技术来保护数据的安全性，确保数据的机密性和完整性。
- 低延迟：与电路交换相比，分组交换不需要等待整个通信链路的建立，因此具有较低的延迟时间。
- 高吞吐量：分组交换支持多路复用技术，可以同时处理多个分组，提高整个系统的吞吐量。
- 网络拓扑结构简单：分组交换是一种无连接的交换方式，不需要预先建立物理连接，使得网络拓扑结构更加简单。
- 可靠性高：分组在传输过程中的每个环节都经过严格的检查和控制，确保数据传输的准确性和完整性。
工作过程
- 数据划分：将用户通信的数据按照一定长度划分成多个分组。
- 添加首部：在每个分组的前面加上包含接收地址和控制信息的首部。
- 存储转发：交换机接收到分组后，将其暂时存储在存储器中，然后根据首部中的地址信息选择空闲的路径进行转发。
- 目的地重组：到达目的地的分组被重新组合成原始数据。
分组结构与大小
- 分组结构：分组由分组头和其后的用户数据部分组成。分组头包含接收地址和控制信息，用户数据部分长度是固定的。
- 分组大小：同一分组网内分组长度是固定的，而不同分组网分组长度可以不同。用户数据部分长度平均为128B，最长不超过256B。
应用场景
分组交换技术广泛应用于各种计算机网络中，特别是在数据传输量大、对实时性要求不高的场景中，如互联网数据传输、文件传输等。