初识网络原理

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 目录

🥬局域网（LAN）和广域网（WAN）

🥬网络通信基础

 🥬小结

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🥬局域网（LAN）和广域网（WAN）

局域网：Local Area Network，local即标识了局域网是本地，局部组建的一种私有网路。就好像我们打游戏，不仅仅可以是单机游戏，也可以支持局域网对战。

局域网组建网络的方式：

1、基于网线直连

 2、基于集线器组建

3、基于交换机组建

 4、基于交换机和路由器组建

 广域网：Wide Area Network，通过路由器将多个局域网连接起来，就形成了广域网。广域网其实就是一个很大的局域网。

🥬网络通信基础

网络互联的目的是进行网络通信，也就是网络数据传输。更具体一点就是网络主机中不同进程间，基于网络传输数据。

IP地址：

客户端和服务器之间就是通过网络进行数据传输，客户端是如何找得到服务器在哪？这时就要通过IP地址找到服务器。

IP地址就是标识一个主机在网络上的位置信息，在计算机中，使用一个32位的整数来表示这个IP地址，由于32位整数比较大，看起来不太方便，就引入了另外一种表达方式：点分十进制。使用三个.  把这个32位的整数分为四个部分，每个部分都是一个一个字节的整数，每个部分的取值范围就是0-255。例如回环IP地址表示：127.0.0.1

端口号：

用来区分一个主机上的应用程序的，我们通过IP地址可以知道主机的具体位置，但是这个主机上还有很多程序，当主机收到一个具体的数据的时候，要把这个数据交给哪个程序来处理，这时候就需要通过端口号来区分。让每个进程分别绑定到不同的端口号，此时收到的网络数据报中也会包含一个"目的端口"字段，就会根据目的端口找到对应端口号的进程，从而把数据交给对应的进程。这些都是通过操作系统内核完成的。

端口号是一个整数，用来区分进程；PID也是一个整数，为什么不用PID呢？

端口号是固定不变的，对于端口号我们可以手动指定，但是对于PID而言，每次进程启动之后，PID都在发生改变，我们不能控制，所以不能使用PID。

通常情况下，两个进程无法绑定到同一个端口号！

但是一个进程可以绑定多个端口：

我们可以将socket和端口绑定，socket就是文件，一个进程里面可以有很多文件，也就可以有很多个socket，每个socket都可以绑定到不同的端口。

端口号是一个整数，是一个两个字节的整数，范围是0-65535（没有负数），其中0-1023这些端口称为"知名端口号"。当前已经有很多现成的应用层协议，就给这些现成的应用层协议已经分配了一些端口了，在自定义协议的时候，尽量避免知名端口号，因为这些往往需要管理员权限。

客户端和服务器：

客户端：主动发送请求的一方

服务器：被动接受请求的一方

就好像我们去饭店吃饭，这时候我们就相当于客户端，饭店相当于服务器，我们把要吃什么（请求）告诉饭店，饭店就会给我们相应的饭菜（响应）。由于服务器无法确定啥时候有客户端来，服务器能做的事情就是"随时待命"。

客户端给服务器发送的数据--请求（Request）

服务器给客户端返回的数据--响应（Response）

客户端和服务器的交互方式，有很多种：

1、一问一答：客户端发送一个请求，服务求给一个响应

2、一问多答：客户端发送一个请求，服务求给多个响应

3、多问一答：客户端发送多个请求，服务求给一个响应

4、多问多答：客户端发送多个请求，服务求给多个响应

协议：

协议就是一种约定，协议本身概念并不复杂，但是由于网络通信之间，涉及到很多方面的细节，所以真实的网络通信协议往往也比较复杂。

网络通信的五元组：

两台主机之间的通信，往往是通过一个五元组来描述的。

源IP：标识源主机

源端口：标识源主机中该次通信发送数据的进程

目的IP：标识目的主机

目的端口：标识目的主机中该次通信接收数据的进程

协议类型：标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式

协议分层：

当前网络中涉及到的协议是有很多的，因为网络里面比较复杂，无法只通过一个协议就能把所有的功能都涵盖进去，于是就拆分出多个协议，为了能更好的组织这么多协议，就按照这些协议的定位，在进行分类，于是就有了"协议分层"。这就相当于我们写代码，如果问题比较复杂，只通过一个类来完成所有功能，这可能就比较复杂，这时候我们就可以拆分成多个类来实现这些功能，如果类太多了还能创建包，把这些类按照功能定位放进包里。

分层的好处：

1、达到了封装的效果，把实现细节隐藏起来，降低人们使用成本（人们使用的时候不需要了解具体工作原理）

2、可以方便对其中某层/某些协议进行灵活的替换（如果需要对某层协议的细节进行修改，只需要改那层就可以，不需要动其他层协议）

OSI七层网络模型：

7、应用层

6、表示层

5、会话层

4、传输层

3、网络层

2、数据链路层

1、物理层

由于OSI七层模型既复杂又不实用，所以OSI七层模型没有落地、实现。我们在实现组件网络时，只会用到OSI七层模型设计中的部分分层，也就是TCP/IP五层（或四层）模型来实现。

TCP/IP五层（或四层）模型：

因为物理层更偏向于硬件的东西，所以往往会忽略物理层，所以这里也叫TCP/IP四层模型。

应用层：具体的应用程序

传输层：只关注起点和终点，不关注具体的通信细节

网络层：针对网络上任意两台主机，完成一个通信路径的规划，以及具体传输

数据链路层：实现两个相邻设备之间的数据通信

物理层：硬件设备，网络通信的基础设施（比如说网线）

以上可以说明下层协议给上层协议提供一些功能支撑，上层协议要依赖下层协议。

这就好比我们在某宝（应用层）上买衣服，我就需要填写我的收件人地址和电话，卖家就发货，他也需要填写地址和电话，我和卖家只关注起点和终点，我们就相当于传输层，卖家把货交给快递公司，快递公司需要规划好具体运输路线，快递公司就相当于网络层，专门的快递小哥要进行送货，这个快递小哥就相当于数据链路层，衣服需要在公路或者航道上运输，这些公路、航道等基础设施就是物理层。

TCP/IP中最重要的协议：TCP传输层、IP网络层。

笔试内容：

对于一台主机，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容，也就是TCP/IP五层模型的下四层。

对于一台路由器，它实现了从网络层到物理层，也就是TCP/IP五层模型的下三层。

对于一台交换机，它实现了从数据链路层到物理层，也就是TCP/IP五层模型的下两层。

对于集线器，它只实现了物理层。

但是真实情况会根据路由器、交换机的的好坏而有一些改变，有些好的交换机或者路由器也能实现传输层以及应用层的内容。

举个例子：

很多交换机或者路由器都有类似于这样的功能：舆情分析

就拿我们在QQ上发消息来说，这些消息都是通过路由器交换机来进行转发，路由器交换机就可能去解析这个数据包，提取出用户所发送的信息是什么。

封装和分用：

发送方层层构造数据就是封装；接收方层层解析数据就是分用。

 🥬小结

以上就是今天的内容了，有什么问题都可以在评论区留言🍉🍉🍉