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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、分层思想？

职责隔离：每层只处理一类核心任务，不干涉其他层功能。
接口标准化：层与层之间通过统一接口通信，屏蔽内部实现细节。
独立迭代：单个层级的技术升级或替换，不影响其他层级的正常运行。

二、OSI参考模型

2.1.OSI 模型从上到下依次为

应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

1.应用层：直接对接应用程序，是用户与网络的接口。
2.表示层：处理数据格式与安全相关操作。
3.会话层：管理通信双方的连接会话。
4.传输层：提供端到端的传输保障。
5.网络层：负责跨网络的路由与寻址。
6.数据链路层：将比特流封装为帧并处理差错。
7.物理层：定义物理传输介质与硬件接口。

2.2 各层功能示例（以快递为例）

1.应用层：寄件人（你）。发起寄件需求（对应应用程序发起网络请求），明确收件人、寄件内容，是整个流程的 “需求发起者”。
2.表示层：快递包装规范。将寄件物品按标准打包（对应数据格式转换、加密），确保物品在运输中不损坏，且收件人能正常 “识别”（解密、解压）。
3.会话层：下单确认 + 物流跟踪。和快递公司确认寄件信息（建立会话），全程跟踪物流状态（维持会话），收件后确认签收（终止会话）。
4.传输层：快递公司干线运输。负责从寄件地总仓到收件地总仓的 “端到端” 运输（对应 TCP/UDP 的端到端传输），保证包裹不丢失、不延误（可靠传输 / 快速传输）。
5.网络层：快递分拣中心。接收总仓送来的包裹，根据收件地址分拣（对应路由选择），规划最优运输路线（IP 寻址），转发到目标城市的分拣中心。
6.数据链路层：同城配送网点。接收分拣中心的包裹，按收件人所在区域细分（MAC 地址寻址），处理同城内的短途运输（帧级传输），解决小范围运输中的 “差错”（比如包裹轻微破损处理）。
7.物理层：运输工具 + 运输路线。比如货车、飞机、快递三轮车（对应网线、光纤等物理介质），提供包裹传输的 “物理载体”，只负责 “搬运”，不关心包裹里是什么。

2.3OSI七层模型总结

上层结构（应用相关）：

应用层：为应用程序提供网络服务接口
表示层：负责数据格式转换、加密解密及压缩处理
会话层：管理应用程序间的会话建立、维护和终止
核心传输层：

传输层：定义TCP/UDP等传输协议

底层结构（硬件相关）：

网络层：负责IP路由选择和流量控制
数据链路层：通过校验、确认等机制确保数据传输可靠性
物理层：处理原始比特流在物理介质上的传输

三、TCP/IP模型

3.TCP/IP 四层模型（标准版）

从上到下聚焦实际协议部署，合并冗余功能层：
应用层：整合 OSI 上三层（应用 + 表示 + 会话），提供 HTTP、FTP、DNS 等应用服务。
传输层：端到端传输，核心协议为 TCP（可靠连接）和 UDP（无连接快速传输）。
网络层：跨网络路由与 IP 寻址，核心协议是 IP，负责数据包转发。
网络接口层：合并 OSI 下两层（物理 + 数据链路），处理物理传输与链路帧封装。

TCP/IP 五层模型
拆分底层便于理解，衔接 OSI 七层逻辑：
应用层：功能同四层模型，直接对接应用程序。
传输层：功能同四层模型，保障端到端数据传输。
网络层：功能同四层模型，核心是 IP 路由与寻址。
数据链路层：封装帧、处理 MAC 寻址与差错控制。
物理层：定义物理传输介质（网线、光纤）和硬件接口，传输原始比特流。

3.2 TCP/IP协议族的组成

·应用层：
HTTP（超文本传输协议）：80端口
HTTPS：443端口
FTP（文件传输协议）：20端口（数据传输）、21端口（控制连接）
DNS（域名系统）：53端口
TFTP（简单文件传输协议）：69端口
SMTP（简单邮件传输协议）：25端口
SNMP（简单网络管理协议）：161端口（代理进程）、162端口（通知接收）
Telnet：23端口
SSH：22端口
DHCP：67端口（服务器）、68端口（客户端）

·传输层：
TCP（传输控制协议）：面向连接，可靠传输
UDP（用户数据报协议）：无连接，高效传输

·网络层：
ICMP（互联网控制报文协议）
IGMP（互联网组管理协议）
IP（互联网协议）
ARP（地址解析协议）
RARP（反向地址解析协议）
IGMP：实现主机与路由器之间的组播管理，使物理网络上的系统能识别当前组播组成员
ARP：将IP地址解析为MAC地址
RARP：实现MAC地址到IP地址的反向解析

·数据链路层与物理层：
IEEE 802.3（有线以太网标准）
IEEE 802.11（无线网络标准）

四、数据封装与解封装

数据封装（发送端）：
从应用层开始，逐层向下为数据添加对应协议头（部分层含协议尾），最终形成可传输的数据帧 / 分组
操作顺序：

1. 应用层：生成原始数据（如 HTTP 请求内容）；2. 传输层：添加 TCP/UDP 头（含端口号、校验码）；3. 网络层：添加 IP 头（含源 / 目的 IP）；4. 数据链路层：添加 MAC 头（含源 / 目的 MAC）+ FCS 尾（校验字段）

数据解封装（接收端）：
从数据链路层开始，逐层向上剥离对应协议头（及协议尾），最终提取原始应用数据
操作顺序 ：1. 数据链路层：剥离 MAC 头和 FCS 尾，校验数据完整性；2. 网络层：剥离 IP 头，确定传输层协议；3. 传输层：剥离 TCP/UDP 头，确定应用层端口；4. 应用层：获取原始数据并解析

五、计算机的数制

5.1 常见数制

数制
计数的方法，指用一组固定的符号和统一的规则表示数值的方法
数位
指数字符号在一个数中所处的位置
基数
指在某种进位计数制中，数位上所能使用的数字符号的个数
位权
指在某种进位计数制中，数位所代表的大小，即处在某一位上的“1” 所表示的数值的大小

二进制（Binary）
基数为 2，数字符号 0 和 1，逢 2 进 1。
计算机底层唯一识别的数制，存储和运算均依赖二进制。
示例：1010（对应十进制 10）、110.11（对应十进制 6.75）。

十进制（Decimal）
基数为 10，数字符号 0-9，逢 10 进 1。
日常计数、生活场景通用（如金额、年龄）。
示例：123、45.67。

十六进制（Hexadecimal）
基数为 16，数字符号 0-9、A-F（A=10，F=15），逢 16 进 1。
广泛用于编程、网络（如 IP 地址压缩、颜色代码），1 位十六进制 = 4 位二进制。
示例：0x1A（前缀 0x 标识，对应十进制 26）、0xFF（对应十进制 255）

省流版：
二进制：逢二进一，以B或2结尾（如 (1010)2，1010B）。
十进制：逢十进一，以D、10结尾或省略（如(1010)10，1010D，1010）。
十六进制：逢十六进一，以H或16结尾（如(1010)16，1010H）。

5.2 数制的计算

数制计算的核心是：同一数制内按 “逢 n 进 1、借 1 当 n”（n 为基数）运算，不同数制需先统一为同一数制（常用十进制或二进制）再计算。

一、同一数制内的计算规则

1. 十进制（基数 10）
   加法：逢 10 进 1，例：28 + 45 = 73（8+5=13，进 1 留 3；2+4+1=7）。
   减法：借 1 当 10，例：53 - 17 = 36（3 减 7 不够，借 1 当 10，13-7=6；4-1=3）。
   乘法 / 除法：按常规竖式计算，结果保留十进制格式。
2. 二进制（基数 2）
   加法：逢 2 进 1，核心口诀：0+0=0、0+1=1、1+1=10（进 1 留 0）。
   例：1011（11） + 0110（6） = 10001（17）。
   减法：借 1 当 2，核心口诀：0-0=0、1-0=1、1-1=0、0-1=1（向前借 1）。
   例：1101（13） - 0110（6） = 0111（7）。
3. 十六进制（基数 16）
   加法：逢 16 进 1，A-F 对应 10-15，例：A（10）+ 7（7）=11（17）、F（15）+3（3）=12（18）。
   减法：借 1 当 16，例：1A（26） - 5（5）=15（21）、20（32） - F（15）=11（17）。

5.3 数制转换

十进制转二进制：除2取余法或权重法。
二进制转十六进制：每4位一组转换为十六进制数。
二进制转八进制:每3位一组转换为八进制数。

5.3.1十进制转二进制的方法

除以2取余法
将十进制数不断除以2，记录每次的余数（0或1），直到商为0为止。最后将余数倒序排列即为二进制表示。

例如，将十进制数13转换为二进制：
13 ÷ 2 = 6 余 1
6 ÷ 2 = 3 余 0
3 ÷ 2 = 1 余 1
1 ÷ 2 = 0 余 1
倒序排列余数得到1101，因此13的二进制表示为1101。

位权展开法
利用二进制每位对应的权重（1, 2, 4, 8, 16…），从高位到低位逐步确定二进制位。

例如，将十进制数25转换为二进制：
确定最高位权重为16（2^4），25 >= 16，该位为1，剩余25 - 16 = 9
下一位权重为8（2^3），9 >= 8，该位为1，剩余9 - 8 = 1
下一位权重为4（2^2），1 < 4，该位为0
下一位权重为2（2^1），1 < 2，该位为0
最低位权重为1（2^0），1 >= 1，该位为1
因此25的二进制表示为11001。

使用编程语言转换
许多编程语言提供内置函数进行转换，例如Python中的bin()函数：

decimal_num = 13
binary_str = bin(decimal_num)[2:]  # 输出"1101"

快速记忆法
对于较小的数（0-15），可以记忆常用对应关系：
0 → 0
1 → 1
2 → 10
3 → 11
4 → 100
…
15 → 1111

5.3.2 二进制转十六进制

将二进制数转换为十六进制数可以通过分组转换法实现。二进制和十六进制之间存在直接的对应关系，因为16是2的4次方，每4位二进制数对应1位十六进制数。

转换步骤

从二进制数的最低位（右侧）开始，向左每4位分为一组。如果最左边的组不足4位，用前导零补齐。

将每个4位二进制组转换为对应的十六进制数字。十六进制数字包括0-9和A-F，其中A-F分别表示10-15。

示例转换表

二进制	十六进制
0000	0
0001	1
0010	2
0011	3
0100	4
0101	5
0110	6
0111	7
1000	8
1001	9
1010	A
1011	B
1100	C
1101	D
1110	E
1111	F

具体示例

将二进制数1101011011转换为十六进制。

分组：11 0101 1011
最左边的组只有2位，补前导零：0011 0101 1011

转换每组：
0011 = 3
0101 = 5
1011 = B

合并结果：35B

因此，二进制数1101011011对应的十六进制数为35B。

验证方法

可以通过将十六进制数转换回二进制来验证结果的正确性。

35B分解为3、5、B：
3 = 0011
5 = 0101
B = 1011

合并后得到001101011011，去掉前导零即为1101011011，与原始二进制数一致。

5.3.3 二进制转八进制

将二进制数转换为八进制数可以通过分组转换法实现。八进制的基数为8，二进制的基数为2，且8是2的3次方，因此每3位二进制数可以直接转换为1位八进制数。

具体步骤如下：

1. 从右向左分组：将二进制数从右向左每3位分为一组，如果最左边的一组不足3位，则在左边补零以凑足3位。

   例如，二进制数 101110 可以分组为 101 和 110。如果二进制数为 11010，则分组为 011 和 010（左边补零）。

2. 每组转换为八进制：将每一组3位二进制数转换为对应的八进制数。可以使用以下对照表：

   二进制	八进制
   000	0
   001	1
   010	2
   011	3
   100	4
   101	5
   110	6
   111	7

   例如，101 对应八进制 5，110 对应八进制 6。

3. 拼接结果：将每组转换后的八进制数按顺序拼接起来，得到最终的八进制数。

   例如，二进制 101110 分组为 101 和 110，分别转换为 5 和 6，最终结果为 56。

示例

示例1：二进制 110101 转八进制

1. 分组：110 和 101（无需补零）。
2. 转换：110 对应 6，101 对应 5。
3. 结果：65。

示例2：二进制 10011 转八进制

1. 分组：010 和 011（左边补零）。
2. 转换：010 对应 2，011 对应 3。
3. 结果：23。

六、IP地址简介

6.1 IPv4和IPv6

由32位二进制数构成
采用点分十进制表示法
实际存储时分4组，每组8位
示例：
二进制：11000000.10101000.00000000.00000010
转换后：192.168.0.2 255.255.255.0
IPv6地址:

长度为128位
采用冒号分隔的十六进制表示法
IPv4地址由网络部分（NETWORK）和主机部分（HOST）组成。以192.168.1.132为例：

网络部分：192.168.1
主机部分：132
其中：
192.168.1.0 为网络地址
192.168.1.255 为广播地址
IPv4地址分为私有地址和公有地址，公有地址是全球唯一的互联网IP地址。2019年11月26日是一个具有历史意义的日子，全球近43亿个IPv4地址在这一天正式宣告耗尽。

6.2 IPv4地址分类

IPv4地址主要分为A、B、C、D、E五类：

A类地址

地址范围：1.0.0.1～126.255.255.254
结构组成：网络部分+主机部分+主机部分+主机部分
默认子网掩码：/8（255.0.0.0）
B类地址

地址范围：128.0.0.1～191.255.255.254
结构组成：网络部分+网络部分+主机部分+主机部分
默认子网掩码：/16（255.255.0.0）
C类地址

地址范围：192.0.0.1～223.255.255.254
结构组成：网络部分+网络部分+网络部分+主机部分
默认子网掩码：/24（255.255.255.0）
D类地址

地址范围：224.0.0.1～239.255.255.254
用途：专用于组播通信（一对多通信）
通信类型说明：
单播：一对一通信
广播：一对多通信
组播：一对特定组通信
E类地址

地址范围：240.0.0.1～255.255.255.254
用途：保留用于科学研究
特殊地址说明：

127.x.x.x系列地址表示本机（广播地址127.255.255.255除外），其中127.0.0.1为本机回环地址
169.254.0.0～169.254.255.255：当DHCP服务失效时自动分配的地址
（重点）私有网络地址（简称私网地址）是指用于内部网络或主机的专用IP地址。根据IANA（互联网数字分配机构）规定，以下IP地址段被保留为私网地址，不在公网中分配，仅供单位或公司内部使用。RFC1918中定义的私有地址范围如下：

A类私有地址：10.0.0.0～10.255.255.255（10.0.0.0/8）
B类私有地址：172.16.0.0～172.31.255.255（172.16.0.0/12）
C类私有地址：192.168.0.0～192.168.255.255（192.168.0.0/16）