计算机网络
基本知识点
计算机网络是由多台计算机组成的系统，这些计算机通过通信媒体（如电缆、电话线、无线信号等）和网络设备（如路由器、交换机、调制解调器等）互相连接和通信，实现数据和资源的共享。
计算机网络可以根据其覆盖范围、设计结构、传输技术等方面进行分类。
常见的分类
覆盖范围
- 局域网（LAN，Local Area Network）：通常覆盖一个较小区域，如家庭、学校或办公室大楼。
- 城域网（MAN，Metropolitan Area Network）：覆盖城市大小的区域。
- 广域网（WAN，Wide Area Network）：跨越广泛地理区域，可以是国家或全球性的网络。
设计结构（网络拓扑）
- 星型拓扑：所有计算机通过独立的通信线路连接到一个中央节点（通常是一个交换机或路由器）。
- 总线拓扑：所有计算机共享一条通信线路。
- 环形拓扑：计算机形成一圈，数据顺着圈传输。
- 网状拓扑：计算机之间有多条通信线路相互连接，提供多条数据传输路径。
传输技术
- 以太网（Ethernet）：最流行的局域网技术之一，使用特定的数据包和帧结构。
- Wi-Fi：无线局域网标准，允许设备通过无线信号连接网络。
- 光纤通信：使用光脉冲来传输数据，可以提供非常高的数据传输速率。
计算机网络的核心功能包括以下几点
- 数据传输：在计算机之间传送文本、图片、音频、视频等数据。
- 资源共享：共享网络上的硬件（如打印机、扫描仪等）和软件资源（如应用程序、文件等）。
- 公用服务：如电子邮件、网页浏览、文件传输、远程登录等。
网络通信遵循一系列协议，最著名的是TCP/IP模型，它分为四层
- 链路层（Link Layer）：处理网络的物理连接部分，如电缆、网络接口卡等。
- 网络层（Internet Layer）：处理数据包在网络中的路由选择，IP协议位于此层。
- 传输层（Transport Layer）：确保数据有效地、可靠地从源头传输到目的地，主要的协议有TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
- 应用层（Application Layer）：为应用软件提供网络服务，如HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）等。
网络安全
网络安全是计算机网络设计和运营中的重要考虑因素，涉及到保护网络和网络访问设备免受未授权访问、数据泄露和各种攻击（如病毒、木马、钓鱼攻击等）。
计算机理论知识
参考文档
基本介绍
计算机网络是指将多台计算机连接起来，使它们能够进行通信和共享资源的系统。通过计算机网络，人们可以远程访问其他计算机上的文件、传输数据、发送电子邮件、浏览网页等。
- 节点（Nodes）
- 节点是指网络中的计算机设备，如个人电脑、服务器、路由器等。每个节点都有一个唯一的标识符，称为 IP 地址，用于在网络上进行寻址和定位。
- 链接（Links）
- 链接是指节点之间的物理或逻辑连接。这些链接可以通过有线（如以太网、光纤）或无线（如 Wi-Fi、蓝牙）技术来实现。
- 协议（Protocols）
- 协议是计算机网络中的规则和约定，用于确定数据如何在网络中传输、交换和处理。常见的网络协议包括 TCP/IP、HTTP、FTP、DNS 等。
- 拓扑结构（Topology）
- 拓扑结构描述了计算机网络中节点和链接之间的布局方式。常见的拓扑结构包括总线型、星型、环形、网状等。
- 网络设备（Network Devices）
- 网络设备用于连接和管理计算机网络。例如，路由器用于在不同网络之间转发数据包，交换机用于连接多台计算机设备，并帮助它们进行通信。
- 网络服务（Network Services）
- 网络服务是通过计算机网络提供的各种功能和应用程序。例如，电子邮件、文件传输、远程登录、网页浏览等都是基于网络服务实现的。
计算机网络的好处包括资源共享、远程访问、高效通信、数据传输等。同时，计算机网络也面临一些挑战，如安全性问题、网络拥塞、可靠性等。
网络协议
参考文档
基本介绍
计算机网络涉及到许多不同的协议，这些协议定义了在网络中进行通信和数据传输的规则和标准。
- 互联网协议（IP）
- IP 协议用于在网络上对数据包进行寻址和路由选择，它定义了数据包的格式、地址分配和寻址方式。
- 传输控制协议（TCP）
- TCP 是一种面向连接的协议，提供可靠的数据传输服务。它负责将数据分割成小块，并通过 IP 网络将它们从源主机传输到目标主机，并在接收端重新组装。
- 用户数据报协议（UDP）
- UDP 是一种无连接的协议，提供不可靠但更高效的数据传输服务。它将数据打包成数据报，并通过 IP 网络发送，但不保证数据的可靠性和顺序。
- 域名系统（DNS）
- DNS 协议用于将主机名解析为 IP 地址。它提供了一个分布式的命名系统，使得用户可以使用易记的域名来访问互联网资源。
- 超文本传输协议（HTTP）
- HTTP 协议用于在客户端和服务器之间传输超文本文档。它是 Web 浏览器和 Web 服务器之间的通信协议，支持客户端发送请求和服务器返回响应。
- 文件传输协议（FTP）
- FTP 协议用于在客户端和服务器之间进行文件传输。它允许用户通过 FTP 客户端从服务器上下载文件或将文件上传到服务器。
- 简单邮件传输协议（SMTP）
- SMTP 协议用于在邮件服务器之间传输电子邮件。它定义了电子邮件的格式、编码方式以及如何在不同的邮件服务器之间进行交换。
- 动态主机配置协议（DHCP）
- DHCP 协议用于自动分配 IP 地址和其他网络配置信息给计算机设备。它允许计算机在加入网络时自动获取所需的网络设置。
异步IO模型
参考文档
Netty
第 8 章 Netty 编解码器和 Handler 调用机制
其他方式
基本介绍
NIO（New I/O）是 Java 平台提供的一种基于通道和缓冲区的 I/O 模型。 它引入了一组新的 API，用于实现更高效、非阻塞的 I/O 操作。 在传统的 I/O 模型中，每个 I/O 操作都会导致线程被阻塞，直到操作完成。这意味着在同时处理多个连接或请求时，需要使用多线程来管理并发性，而每个线程都需要占用系统资源。这种模型在面对大量的并发连接时，容易造成资源浪费和性能问题。 NIO 则采用了基于事件驱动的模型，通过少量的线程来处理大量的连接。
- 通道（Channel）
- 通道是 NIO 中与数据源（如文件、套接字等）进行交互的对象。可以将通道看作是传统 I/O 中的流的替代品。通道可以读取和写入数据，并支持非阻塞模式。
- 缓冲区（Buffer）
- 缓冲区是 NIO 中用于存储数据的对象。它是一个连续的内存块，可以读取和写入数据。通过缓冲区，可以有效地进行数据的读取和写入操作。
- 选择器（Selector）
- 选择器是 NIO 中的关键组件，用于监控多个通道的状态。选择器能够检测到通道是否准备好进行读取或写入操作，并将操作分发给相应的处理程序。
- 非阻塞 I/O 操作
- NIO 提供了非阻塞的 I/O 操作，这意味着在没有数据可用时，线程不会被阻塞，而是继续执行其他任务。这使得单个线程可以同时处理多个连接和请求。
NIO 的优势在于它能够提供更高的并发性和吞吐量，适用于处理大量的并发连接和高负载的网络应用程序。然而，相对于传统的阻塞 I/O，NIO 编程模型更为复杂，需要更深入的理解和使用。