1. 包交换的概念：

包交换是一种网络传输技术，它将数据拆分成小块（称为“包”或“数据包”），然后将这些包独立地发送到目的地。这些包可以通过网络中的不同路径独立传输，并在目的地重新组装成完整的数据。

2. 包交换的优点：

• 提高网络的利用率：由于包可以通过不同路径独立传输，网络可以更高效地利用可用的带宽。
• 提供更灵活的通信方式：包交换允许同时传输多个数据流，这为多用户共享网络提供了更好的支持。
• 具有容错能力：如果某个包传输失败，只需重新发送该包，而无需重新传输整个数据。

3. 路由的概念：

路由是指在网络中决定包应该按照哪条路径转发的过程。每个网络节点（例如路由器）都会根据目的地址来选择一个合适的出口接口，并将包转发到下一个节点。

4. 路由的作用：

• 确保包能够通过合适的路径到达目的地：路由器根据目的地址来进行转发决策，以确保包能够正确地到达目标设备或网络。
• 优化网络性能：通过选择最佳路径和避免网络拥塞，路由器能够提高网络的性能和效率。
• 确保网络的可靠性和冗余：通过使用多个路径和备用路由，路由器能够提供冗余和容错能力，以确保即使某个路径故障，数据仍然能够进行正常传输。

Benefits of packet switching

1. There is no need to tie up a single communication line.
2. It is possible to overcome failed, busy or faulty lines by simply rerouting packets.
3. It is relatively easy to expand package usage.
4. A high data transmission rate is possible.

Drawbacks of packet switching

1. Packets can be lost and need to be re-sent.
2. The method doesn’t work well with real-time streaming (for example, a live sporting event being transmitted over the internet).
3. There is a delay at the destination whilst the packets are being reordered.

并行接口 - PATA，Parallel Advanced Technology Attachment，并行高级技术附件接口，可用于连接硬盘、光驱、连接打印机、扫描仪等。 （早期硬盘传输技术，已经被SATA替代）

串行接口 - SATA，Serial ATA接口 （硬盘接口，消费级硬盘）

并行接口 - 并口，Parallel Port （一般用于连接打印机、扫描仪等，对应串口）

并行接口 - COM串行口（老式鼠标接口，已经被USB代替）

并行接口 - PCI，Peripheral Component Interconnect，外设部件互连接口，用于插接外置网卡、声卡、显卡和调制解调器卡等。（并行数据总线， 老式显卡使用PCI，现在都使用PCIE接口）

串行接口 - PCI Express，PCI E接口 （串行数据总线）

串行接口 - USB接口

Simplex transmission (单工通信)

In simplex transmissions data is sent in one direction only.

An example is a television broadcast, where data is transmitted to receiving televisions.

Full duplex transmission (全双工通信)

In full duplex transmissions data is sent in both directions at the same time.

An example is a telephone conversation where both people can speak to each other at the same time.

Half-duplex transmission (半双工通信)

In half-duplex transmissions data is sent in both directions but only one direction at a time.

An example is a walkie-talkie (two-way radio):: both people can speak to each other but only one person can speak at a time.

Different methods of data transmission can be combined. For example, a modern network uses serial duplex transmission whereas a walkie-talkie uses serial half-duplex transmission. A mouse uses serial simplex transmission. You can also get parallel simplex, parallel duplex and parallel half-duplex transmissions too.

A parity check uses a parity bit to make sure that that the data has been sent accurately.

Parity can be even (even number of 1-bits) or odd (odd number of 1-bits). The left-most bit is reserved for a parity bit.

Parity blocks can be used to determine exactly which bit has been corrupted or changed following data transmission.

The devices that the data is being transferred between will be set to check for even parity or odd parity before the data is sent.

An echo check requires data to be sent back to the sending computer where it is compared with the data originally sent.

if the two sets of data are different, it is not known whether the error occurred when sending the data originally or if the error occurred when sending the data back for checking.

Drawback of echo checks::

• If the two sets of data are different you will have no way of knowing whether the error occurred when originally sent, or when it was sent back
• Echo checks require a lot of extra data to be transmitted

A check digit is a method of error detection that is used on identification numbers such as barcodes, ISBNs and bank account numbers.

Check digits can detect::

• incorrect digits entered
• transposition errors
• omitted or extra digits in the number
• phonetic errors (for example, 13 (thirteen) instead of 30 (thirty)).

Alice 和 Bob，以及窃听者代表 Eve。

我们从 Alice、Bob 约会的故事展开，来讲讲其中暗藏着哪些危机，又是如何一步步化解的

九月，一个夜黑风高的晚上，Bob 想约 Alice 出来玩，于是给 Alice 发了一封邮件

但我们都知道网络是不可信的，并且由于消息在网络中是明文传输的，所以黑客可以轻易的截获、篡改甚至冒充Bob。

黑客窃听伪造

瞧，Eve 轻易的拿到了邮件内容 （窃听），并且修改了邮件内容 （篡改），甚至说他可以随时冒充 Bob 给 Alice 发送邮件 （伪装）。

如果上图中 Eve 伪造的内容被 Alice 接收到了，那么后果可想而知。

现实世界中，我们每天都在通过网络进行聊天、转账、浏览不存在网站。

如果都是这样明文传输数据，显然毫无安全感。

既然我们不能明文传输，那么 Bob 和 Alice 提前商量好密钥，使用对称加密对邮件内容加密不就好了~

只要 Bob 和 Alice 能够保证 密钥不泄露，整个通信就是安全的。

如果密钥泄露，被中间人截获，那么就等同于明文通信。

所以我们不能把安全性寄托在人上面。

并且这里也存在一个问题，如果两个人不能线下见面， 如何在网上安全的交换密钥呢？

这似乎是无解的，因为交换密钥的时候我们必须明文通信，不然对方根本看不懂。但是明文交换即意味着可能泄露。

但是别忘了我们的密码学工具箱里还有一个好东西— 「非对称加密」。

Bob 和 Alice 各自生成一对公私钥，因为公钥本来就是公开的，即可以被任何人获取，所以可以通过网络明文交换公钥。

然后使用公钥加密邮件内容后发送给对方，接收者使用自己的私钥即可解密。完美~

在非对称加密体系下，Bob 如何给 Alice 发消息的。

首先 Alice 需要先生成一对公私钥，私钥只能 Alice 自己知道，公钥是可以让任何人都知道的，因此可将公钥直接发送给 Bob，就算被截获也无所谓。

非对称加密

Bob 使用 Alice 的公钥加密邮件内容，加密后的内容只能由 Alice 的私钥解密，所以就算 Eve 截获也是徒劳。

反之，如果 Alice 想给 Bob 回信，就需要用 Bob 的公钥加密后发送。

这就解决了密钥交换问题，也保证了邮件内容不会泄露。也就是说现在可以防窃听。

Eve 也可以使用 Alice 的公钥冒充 Bob 给 Alice 发邮件啊，因为 Alice 的公钥本来就是公开的，任何人都可以获得。

由于 Eve 也可以获得 Alice 公钥，所以没法防止 Eve 伪造和篡改，并且对于 Alice 而言，她无法分辨出邮件到底是 Eve 发的还是 Bob。

所以这个问题的本质就是 「Alice 如何确认邮件来自于 Bob」。

所以我们需要在计算机中引入类似的机制：

即只有 Bob 自己能够产生的独一无二的标志，并且其它人能够验证这个标志确实是属于 Bob的。

这就是「数字签名」。

就是 Bob 自己的私钥，Bob 用自己的私钥对邮件内容计算一个「签名」，将「签名」和邮件内容一起发送出去，接受者 Alice 可以使用 Bob 的公钥验证这个签名是否正确，这就叫「验签」。

如果不是 Bob 的私钥计算的签名，那么 Alice 用 Bob 公钥验签将会出错。

Bob 和 Alice 现在可以依赖于对称加密进行保密通信，也可以依赖于数字签名验证消息是否是对方发送的。

但是这一切的根基是建立在 Alice 持有的公钥确实是 Bob的，反之亦然。

Eve 如果将自己的公钥冒充 Bob 发送给 Alice，然后 Alice 保存了下来，那以后凡是 Bob 发送的消息，反而会验证签名失败，被当做冒充者。

引入数字证书的目的是为了保证公钥不被篡改，即使被篡改了也能识别出来。

而防篡改的方法就是数字签名，但是这个签名不能我们自己做，原因说过了，因为我们的公钥还没分发出去，别人无法验证。

所以只能找可信的第三方来帮我们签名，即证书颁布机构（CA），CA 会将：证书的颁布机构、有效期、公钥、持有者(subject)等信息用 CA 的私钥进行签名。

并且将签名结果和这些信息放在一起，这就叫做「数字证书」。

收到 Bob 发过来的数字证书后，Alice 使用 CA 的公钥进行验证，验证通过即证明这确实是 Bob 证书，也就可以使用证书中包含的 Bob 的公钥，按照之前讨论的流程进行通信。