局域网/广域网

局域网：

通过网线连接多台设备

通过转发设备，交换机，路由器

路由器和交换机：实际上，真正的交换机和路由器之间的界限已经越来越模糊了，路由器的很多功能交换机也有，交换机的很多功能路由器也有。

广域网和局域网：

局域网：通过路由器/交换机组建起来的网络叫做局域网
广域网：广域网和局域网之间没有明确的界限，认为比较大的局域网就可以称为“广域网”，全世界最大的广域网Internet（因特网）

IP地址

描述一个网络上的一个主机的位置（收货地址），IP地址本质上是一个32位的整数，一般按照每个字节分成四个部分中间用.分割，“点分十进制”
端口号：描述一个主机上的应用程序（收件人的电话），端口号本质是2个字节（15位）的无符号整数，0-65535。服务器程序在启动的时候就需要绑定端口号以便用户来访问。

协议

进行有效的通信，前提就是要明确通信协议，本质上就是约定发出来的数据是什么样子的格式，接收方按照对应的格式进行解析。
网络通信的时候本质上传输的是光信号和电信号，通过光信号的频率（高频率/低频率）电信号的电平（高电平/低电平）来表示0，1

协议分层

将大的复杂的协议拆成小的，每个协议负责一部分工作。

优点：
每层协议不需要理解其他协议的细节（更好的做到了封装）
把对应层的协议换成其他协议（更好地解耦合）

OSI七层协议模型

1.物理层：以0,1代表电压的高低，灯光的闪灭，界定连接器和网线的规格。负责比特流和电子信号之间的切换。
2.数据链路层：互联设备之间传送和识别数据帧。负责数据帧与比特流之间的转换。
3.网络层：地址管理与路由选择。负责经过那个路由传递到目标。
4.传输层：管理两个节点之间的数据传输。
5.会话层：通信管理。负责建立和断开通信连接。管理传输层以下的分层。
6.表示层：设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换。接受不同表现形式的信息，如文字流、图像、声音等。
7.应用层：针对特定应用的协议。

TCP/IP五层/四层网络模型

站在全局角度是一个五层模型，转载程序员角度，最下面的物理层描述的是硬件设备，这时候就认为是四层。

物理层：网络通信中的硬件设备 数据链路层：负责完成相邻的两个设备之间的通信的（一根网线相连的两个设备）
网络层：负责点到点之间的通信，任意节点到任意节点，更多指的是不相邻的节点。负责规划合适的路线。
传输层：负责端到端之间的通信，起点和终点只是关注结果（数据到没到），不关注过程（不关注数据走哪条路），相当于买家和卖家，快递公司则要关注中间的过程。
应用层：和应用程序密切相关，传输数据的作用，不同的应用程序有不同的用处。

举例

有一天我在网上卖一个床刷子
商家站在传输层，考虑这个东西能不能发到我的手上。
快递公司站在网络层规划线路。
快递小哥站在数据链路层，骑着电动车把火拉到集散中心。
电动车/货车/公路站在物理层，提供传输的基础。
上述都在考虑包裹如何传输，不考虑包裹里面是什么东西干什么用的。

而造刷子的人是抱着用途的。就是应用层。

一台主机，其实就对应了物理层到应用层（把这五层都实现了）
一台路由器，主要是物理层到网络层（主要是实现了物理层，数据链路层，网络层）
一台交换机，主要是物理层导数据链路层（主要实现了物理层，数据链路层）

网络分层中的封装和分用：

封装过程：

应用层

根据用户输入的内容，把数据构造成一个应用层的协议报文。

协议：协议是一种约定，其他传输层，网络层等协议都是现成的，应用层的协议大概率是程序员自己设定的。
报文：遵守这一约定的一组数据

假设的一种应用层的协议格式：

应用层协议：调用操作系用提供的API（称为SOCKET API），把应用层的数据交给传输层（就已经进入操作系统内核了）

传输层（操作系统内核）

根据刚才传过来的数据，基于当前使用的传输层协议构造出一个传输层的协议报文。

传输层最典型的协议，UDP,TCP以TCP为例。

假设的一种传输层的协议格式：

TCP的数据报 = TCP报头 + 数据载荷（Payload，也就是一个完整的应用层数据），
可以简单的把这个构造TCP报文的过程视为一个字符串拼接（这里拼的是二进制数据）

TCP报头：包含了很多信息，最重要的就是“源端口”和“目的端口”，即发件人电话和收件人电话 接下来就会把这个传输层的数据包交给网络层

网络层（操作系统内核）

拿到了完整的传输层数据报，就会根据当前使用的网络层协议（例如IP），再次进行封装。把TCP数据报构造成IP数据报。还是再加上一个协议报头。

假设的一种网络层的协议格式：

IP数据报 = IP协议报头 + 载荷（完整的TCP/UDP的数据报）
IP报头：包含了很多信息，最重要的就是源IP和目的IP，相当于发件人的地址和收件人的地址。 接下来网络层就会把这个IP数据报交给数据链路层。

数据链路层（驱动程序）

在刚才IP数据报基础上，根据当前使用数据链路层协议，构造成一个数据链路层的数据报，典型的数据链路层的协议叫做以太网，就会构造一个“以太网数据帧”

假设的一种以太网数据帧格式：

以太网数据帧 = 帧头 + IP数据报 + 帧尾
帧头：最重要的信息是接下来要传给的设备地址是啥
帧尾：校验

IP协议的报头和帧头的区别：

IP协议里面的地址写的是起点和终点（西安和安广镇）
以太网数据帧帧头写的是接下来一个相邻节点的地址，随着数据往下一个设备转发，帧头的地址一直在发生改变。

例如：
我人在西安，这里的地址写的是 西安/长春
我人在长春，这里的地址写的是 长春/白城
我人在白城，这里的地址写的是 白城/安广

数据链路层又会把这个数据交给物理层

物理层（硬件设备）

负责根据刚才的以太网数据帧（其实就是一组01），变成高低电平通过网线传输出去，或者变成高频/低频的电磁波，通过光纤/无线的方式传播出去。
到了这一步，书库就已经离开当前主机了，前往了下一个设备，下一个设备可能是交换机或者是路由器等其它设备。

分用过程：

物理层（硬件设备，网卡）

主机B的网卡感知到了一组高低电平，将这组电平翻译成01数据，然后这一串01就是一个完整的以太网数据帧。
物理层就把这个数据交给了数据链路层。

数据链路层（驱动）

对这个以太网数据帧进行解析，去掉帧头和帧尾，取出里面的IP数据报，然后交给网络层。

网络层（操作系统内核）

对这个IP数据报的数据进行解析，去掉IP协议报头取出TCP数据报再交给传输层。

传输层（操作系统内核）

对这个TCP数据报进行解析，去掉TCP报头，取出里面的数据载荷交给应用层。

应用层(应用程序)

调用socket API从内核中读取到这个应用层数据报，再按照应用层协议进行解析，根据解析结果显示到窗口上。

上述只是讨论到了起点和终点，中间经过的交换机和路由器：