Sam Ma's Weblog

OSI model

Layer 1: Physical Layer
Layer 2: Data Link Layer
Layer 3: Network Layer
Layer 4: Transport Layer
Layer 5: Session Layer
Layer 6: Presentation Layer
Layer 7: Application Layer

Request for Comments(RFC)

1969年，S·Crocker首先建立了RFC机制，其目的是建立一种快速共享Internet网络研究思想的方式，最初RFC是以书面形式分发的，后来有了FTP、Email，RFC就以在线电子文本的形式提供，当然现在通过WWW在很多站点可以很方便地访问RFC文档。 RFC一直以来主要是用于Internet的标准化，RFC是Internet开放性的产物，任何人都可以访问RFC，Internet这一致力于信息共享的网络首先共享的就是以RFC形式出现的涉及其自身研究、设计和使用的信息。这一独特的方式对于Internet的发展、完善具有相当关键的作用。发展到现在，RFC文档已不仅仅是关于Internet标准的文档了，而且也不局限于TCP/IP范围，它几乎包含了与计算机通信有关的任何内容，全面反映 Internet研究、发展的过程。 RFC主要是IAB、IETF、IESG、ISOC的工作成果，主要由IETF起草，由IAB指导下的RFC 编辑(Editor)直接负责RFC的发表。每一个RFC文档有一个编号，这个编号永不重复，也就是说，由于技术进步等原因，即使是关于同一问题的 RFC，也要使用新的编号，而不会使用原来的编号，时至今日，RFC编号已经排到2200多，在查找RFC时，一定要注意最新的RFC。

32位与64位

8bit=1B（Byte)
1024B=1KB（Kilobyte）
1024KB=1MB（Megabyte）
1024MB=1GB（Gigabyte）
1024GB=1TB（Terabyte）
1024TB=1PB（Petabyte）
1024PB=1EB（Exabyte）
1024EB=1ZB（Zettabyte）
1024ZB=1YB（Yottabyte）

我们通常说的64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器)的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据的指令，也就是说处理器一次可以运行64bit数据。

64 位平台不管是在性能上，还是在功能上，都要领先于目前的32位平台，目前主流的32位处理器在性能执行模式方面存在一个严重的缺陷：当面临大量的数据流时，32位的寄存器和指令集不能及时进行相应的处理运算。32位处理器一次只能处理32位，也就是4个字节的数据；而64位处理器一次就能处理64位，即 8个字节的数据。如果将总长128位的指令分别按16位、32位、64位为单位进行编辑的话：32位的处理器需要4个指令，而64位处理器则只要两个指令。显然，在工作频率相同的情况下，64位处理器的处理速度比32位的更快。除了运算能力之外，与32位处理器相比，64位处理器的优势还体现在系统对内存的控制上。由于地址使用的是特殊的整数，而64位处理器的一个ALU（算术逻辑运算器）和寄存器可以处理更大的整数，也就是更大的地址。传统32位处理器的寻址空间最大为4GB，而64位的处理器在理论上则可以达到1800万个 TB（1TB=1024GB）。

从32位到64位，表面上好象只是CPU字长增大了一倍，实际上它使寻址范围、最大内存容量、数据传输和处理速度、数值精度等指标也成倍增加，带来的结果就是CPU的处理能力得到大幅提升，尤其是对强烈依赖数值运算、存在巨量数据吞吐和需要超大并发处理的应用提升效果非常明显，如科学计算、人工智能、平面设计、视频处理、3D动画和游戏、数据库以及各种网络服务器等。

IP分类

　　按照IP地址的逻辑层次来分，IP地址可以分为A，B，C，D，E等5类。A类IP地址用于大型网络，B类IP地址用于中型网络，C类用于小规模网络，最多只能连接256台设备，D类IP地址用于多目的地址发送，E类则保留为今后使用。
　　1．A类IP地址
　　一个A类IP地址由1字节（每个字节是8位）的网络地址和3个字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”,即第一段数字范围为1～127。每个 A类地址可连接2的24次方减2等于16777214台主机，Internet有2的7次方减2等于126个A类地址。
　　2．B类IP地址
　　一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，即第一段数字范围为128～191。每个B类地址可连接2的16次方减2等于65534台主机，Internet有2的14次方减2等于16382个B类地址。
　　3．C类IP地址
　　一个C类地址是由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”，即第一段数字范围为192～223。每个C类地址可连接2的8次方减2等于254台主机，Internet有2的21次方减2等于2097150个C类地址。
　　4．D类地址
　　第一个字节以“1110”开始，第一个字节的数字范围为224～239，是多点播送地址，用于多目的地信息的传输，和作为备用。全零（“0.0.0.0”）地址对应于当前主机，全“1”的IP地址（“255.255.255.255”）是当前子网的广播地址。用于多点播送。
　　5．E类地址
　　以“11110”开始，即第一段数字范围为240～254。E类地址保留，仅作实验和开发用。

B 树、 B- 树、 B+ 树、 B* 树

B 树

即二叉搜索树：
1.所有非叶子结点至多拥有两个儿子（Left和Right）；
2.所有结点存储一个关键字；
3.非叶子结点的左指针指向小于其关键字的子树，右指针指向大于其关键字的子树；
B树的搜索，从根结点开始，如果查询的关键字与结点的关键字相等，那么就命中；否则，如果查询关键字比结点关键字小，就进入左儿子；如果比结点关键字大，就进入右儿子；如果左儿子或右儿子的指针为空，则报告找不到相应的关键字；
如果B树的所有非叶子结点的左右子树的结点数目均保持差不多（平衡），那么B树的搜索性能逼近二分查找；但它比连续内存空间的二分查找的优点是，改变B树结构（插入与删除结点）不需要移动大段的内存数据，甚至通常是常数开销；
但B树在经过多次插入与删除后，有可能导致不同的结构：
右边也是一个B树，但它的搜索性能已经是线性的了；同样的关键字集合有可能导致不同的树结构索引；所以，使用B树还要考虑尽可能让B树保持左图的结构，和避免右图的结构，也就是所谓的“平衡”问题；
实际使用的B树都是在原B树的基础上加上平衡算法，即“平衡二叉树”；如何保持B树结点分布均匀的平衡算法是平衡二叉树的关键；平衡算法是一种在B树中插入和删除结点的策略；

B-树

是一种多路搜索树（并不是二叉的）：
1.定义任意非叶子结点最多只有M个儿子；且M>2；
2.根结点的儿子数为[2, M]；
3.除根结点以外的非叶子结点的儿子数为[M/2, M]；
4.每个结点存放至少M/2-1（取上整）和至多M-1个关键字；（至少2个关键字）
5.非叶子结点的关键字个数=指向儿子的指针个数-1；
6.非叶子结点的关键字：K[1], K[2], …, K[M-1]；且K[i] < K[i+1]；
7.非叶子结点的指针：P[1], P[2], …, P[M]；其中P[1]指向关键字小于K[1]的子树，P[M]指向关键字大于K[M-1]的子树，其它P[i]指向关键字属于(K[i-1], K[i])的子树；
8.所有叶子结点位于同一层；
B-树的搜索，从根结点开始，对结点内的关键字（有序）序列进行二分查找，如果命中则结束，否则进入查询关键字所属范围的儿子结点；重复，直到所对应的儿子指针为空，或已经是叶子结点；
B-树的特性：
1.关键字集合分布在整颗树中；
2.任何一个关键字出现且只出现在一个结点中；
3.搜索有可能在非叶子结点结束；
4.其搜索性能等价于在关键字全集内做一次二分查找；
5.自动层次控制；
由于限制了除根结点以外的非叶子结点，至少含有M/2个儿子，确保了结点的至少利用率，其最底搜索性能为：
其中，M为设定的非叶子结点最多子树个数，N为关键字总数；
所以B-树的性能总是等价于二分查找（与M值无关），也就没有B树平衡的问题；
由于M/2的限制，在插入结点时，如果结点已满，需要将结点分裂为两个各占M/2的结点；删除结点时，需将两个不足M/2的兄弟结点合并；

B+树

B+树是B-树的变体，也是一种多路搜索树：
1.其定义基本与B-树同，除了：
2.非叶子结点的子树指针与关键字个数相同；
3.非叶子结点的子树指针P[i]，指向关键字值属于[K[i], K[i+1])的子树（B-树是开区间）；
5.为所有叶子结点增加一个链指针；
6.所有关键字都在叶子结点出现；
B+的搜索与B-树也基本相同，区别是B+树只有达到叶子结点才命中（B-树可以在非叶子结点命中），其性能也等价于在关键字全集做一次二分查找；
B+的特性：
1.所有关键字都出现在叶子结点的链表中（稠密索引），且链表中的关键字恰好是有序的；
2.不可能在非叶子结点命中；
3.非叶子结点相当于是叶子结点的索引（稀疏索引），叶子结点相当于是存储（关键字）数据的数据层；
4.更适合文件索引系统；

B*树

是B+树的变体，在B+树的非根和非叶子结点再增加指向兄弟的指针；
B*树定义了非叶子结点关键字个数至少为(2/3)*M，即块的最低使用率为2/3（代替B+树的1/2）；
B+树的分裂：当一个结点满时，分配一个新的结点，并将原结点中1/2的数据复制到新结点，最后在父结点中增加新结点的指针；B+树的分裂只影响原结点和父结点，而不会影响兄弟结点，所以它不需要指向兄弟的指针；
B*树的分裂：当一个结点满时，如果它的下一个兄弟结点未满，那么将一部分数据移到兄弟结点中，再在原结点插入关键字，最后修改父结点中兄弟结点的关键字（因为兄弟结点的关键字范围改变了）；如果兄弟也满了，则在原结点与兄弟结点之间增加新结点，并各复制1/3的数据到新结点，最后在父结点增加新结点的指针；
所以，B*树分配新结点的概率比B+树要低，空间使用率更高；

小结

B树：二叉树，每个结点只存储一个关键字，等于则命中，小于走左结点，大于走右结点；
B-树：多路搜索树，每个结点存储M/2到M个关键字，非叶子结点存储指向关键字范围的子结点；
所有关键字在整颗树中出现，且只出现一次，非叶子结点可以命中；
B+树：在B-树基础上，为叶子结点增加链表指针，所有关键字都在叶子结点中出现，非叶子结点作为叶子结点的索引；B+树总是到叶子结点才命中；
B*树：在B+树基础上，为非叶子结点也增加链表指针，将结点的最低利用率从1/2提高到2/3