🍎一.什么是网络

🍒1.1网络的发展

一.独立模式

独立模式：我们的最早的计算机之间是相互独立

二.网络互连

随着时代的发展，越来越需要计算机之间互相通信，共享软件和数据，即以多个计算机协同工作来完成业务，就有了网络互连

网络互连：将多台计算机连接在一起，完成数据共享

数据共享本质是网络数据传输，即计算机之间通过网络来传输数据，也称为网络通信,根据网络互连的规模不同，可以划分为局域网和广域网

🍒1.2.网络的基本形成

一.局域网(LAN)

局域网，即 Local Area Network，简称LAN

Local 即标识了局域网是本地，局部组建的一种私有网络

局域网内的主机之间能方便的进行网络通信，又称为内网；局域网和局域网之间在没有连接的情况下，是无法通信的

LAN常见形式:网线直连,基于路由器,基于交换器

(1)网线直连

(2)基于交换器组建

(3)基于路由器组建

二.广域网（ＷＡＮ）

广域网，即 Wide Area Network，简称WAN

通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理上组成很大范围的网络，就形成了广域网。广域网内部的局域网都属于其子网

如果有北、中、南等分公司，甚至海外分公司，把这些分公司以专线方式连接起来，即称为“广域网”

如果属于全球化的公共型广域网，则称为互联网（又称公网，外网），属于广域网的一个子集，有时在不严格的环境下说的广域网，其实是指互联网，所谓 “局域网” 和 “广域网” 只是一个相对的概念。比如，我们有 “天朝特色” 的广域网，也可以看做一个比较大的局域网

🍎二.网络通信基础

网络互连的目的是进行网络通信，也即是网络数据传输，更具体一点，是网络主机中的不同进程间，基于网络传输数据

那么，在组建的网络中，如何判断到底是从哪台主机，将数据传输到那台主机呢？这就需要使用IP地址来标识

🍒2.1ＩＰ地址

概念：

IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，IP地址用于定位主机的网络地址，就像我们发送快递一样，需要知道对方的收货地址，快递员才能将包裹送到目的地

格式：

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节），如：01100100.00000100.00000101.00000110。

通常用“点分十进制”的方式来表示，即 a.b.c.d 的形式（a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数）。如：100.4.5.6

特殊IP：

127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试，通常是127.0.0.1

本机环回主要用于本机到本机的网络通信（系统内部为了性能，不会走网络的方式传输），对于开发网络通信的程序（即网络编程）而言，常见的开发方式都是本机到本机的网络通信，IP地址解决了网络通信时，定位网络主机的问题，但是还存在一个问题，传输到目的主机后，由哪个进程来接收这个数据呢？这就需要端口号来标识

🍒2.2端口号

概念：

在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程，简单说：端口号用于定位主机中的进程

类似发送快递时，不光需要指定收货地址（IP地址），还需要指定收货人（端口号）

格式：

端口号是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定一个端口号，来发送及接收网络数据

注意事项：

两个不同的进程，不能绑定同一个端口号，但一个进程可以绑定多个端口号

了解：

一个进程启动后，系统会随机分配一个端口（启动端口），程序代码中，进行网络编程时，需要绑定端口号（收发数据的端口）来发送、接收数据，进程绑定一个端口号后，fork一个子进程，可以实现多个进程绑定一个端口号，但不同的进程不能绑定同一个端口号

问题：

有了IP地址和端口号，可以定位到网络中唯一的一个进程，但还存在一个问题，网络通信是基于二进制0/1数据来传输，如何告诉对方发送的数据是什么样的呢？网络通信传输的数据类型可能有多种：图片，视频，文本等。同一个类型的数据，格式可能也不同，如发送一个文本字符串“你好！”：如何标识发送的数据是文本类型，及文本的编码格式呢？基于网络数据传输，需要使用协议来规定双方的数据格式

🍎三.初始协议

🍒3.1什么是协议

概念

协议，网络协议的简称，网络协议是网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵从

的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流通常由三要素组成：

语法：即数据与控制信息的结构或格式；类似打电话时，双方要使用同样的语言：普通话

语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；语义主要用来说明通信双方应当怎么做。用于协调与差错处理的控制信息，类似打电话时，说话的内容。一方道：你瞅啥？另一方就得有对应的响应：瞅你咋的！

时序，即事件实现顺序的详细说明，时序定义了何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速度等。比如是采用同步传输还是异步传输。

女生和男生的通话，总是由男生主动发起通话，而总是在男生恋恋不舍的时候，由女生要求结束通话。

协议（protocol）最终体现为在网络上传输的数据包的格式。

作用

为什么需要协议？

就好比见网友，彼此协商胸口插支玫瑰花见面，这就是一种提前的约定，也可以称之为协议

计算机之间的传输媒介是光信号和电信号。通过 “频率” 和 “强弱” 来表示 0 和 1 这样的信息。要想传递各种不同的信息，就需要约定好双方的数据格式

计算机生产厂商有很多；

计算机操作系统，也有很多；

计算机网络硬件设备，还是有很多；

如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够相互顺畅的通信? 就需要有人站出来，约定一个共同的标准，大家都来遵守，这就是 网络协议

知名协议的默认端口

系统端口号范围为 0 ~ 65535，其中：0 ~ 1023 为知名端口号，这些端口预留给服务端程序绑定广泛使

用的应用层协议，如：

22端口：预留给SSH服务器绑定SSH协议

21端口：预留给FTP服务器绑定FTP协议

23端口：预留给Telnet服务器绑定Telnet协议

80端口：预留给HTTP服务器绑定HTTP协议

443端口：预留给HTTPS服务器绑定HTTPS协议

补充：

以上只是说明 0 ~ 1023 范围的知名端口号用于绑定知名协议，但某个服务器也可以使用其他 1024 ~65535 范围内的端口来绑定知名协议

例如：餐厅的VIP包房是给会员使用，但会员也可以不坐包房，坐其他普通座位

🍒3.2五元组

在TCP/IP协议中，用五元组来标识一个网络通信：

1. 源IP：标识源主机
2. 源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程
3. 目的IP：标识目的主机
4. 目的端口号：标识目的主机中该次通信接收数据的进程
5. 协议号：标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式

🍒3.3协议分层

什么是协议分层：

协议分层是指当网络通信这个过程中很复杂，里面有很多细节，如果只通过一个协议来实现约定里所以的细节，这样这个协议就会衡庞大，并且复杂，容易出错，这样更好的办法就是将一个复杂的协议拆成多个小的，变成更好的协议，让每个协议完整自己的任务

好处一：每层协议不需要理解其他协议的细节（封装）

好处二：对应层D协议替换成其他协议（解耦合）

分层的作用

为什么需要网络协议的分层？

分层最大的好处，类似于面向接口编程：定义好两层间的接口规范，让双方遵循这个规范来对接。

在代码中，类似于定义好一个接口，一方为接口的实现类（提供方，提供服务），一方为接口的使用类

（使用方，使用服务）：

对于使用方来说，并不关心提供方是如何实现的，只需要使用接口即可

对于提供方来说，利用封装的特性，隐藏了实现的细节，只需要开放接口即可

🍒3.4OSI七层模型（了解）

🍒3.5TCP/IP五层（或四层）模型（重点）

TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇

TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求

●应用层：负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。我们的网络编程主要就是针对应用层

●传输层：负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议 (TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机

●网络层：负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中，通过IP地址来标识一台主机，并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路（路由）。路由器（Router）工作在网路层

●数据链路层：负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作。有以太网、令牌环网，无线LAN等标准。交换机（Switch）工作在数据链路层

●物理层：负责光/电信号的传递方式。比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤，现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器（Hub）工作在物理层

网络设备所在分层：

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，也即是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，也即是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，也即是TCP/IP五层模型的下两层

对于一台集线器，它只实现了物理层

注意我们这里说的是传统意义上的交换机和路由器，也称为二层交换机（工作在TCP/IP五层模型的下两层）、三层路由器（工作在TCP/IP五层模型的下三层），随着现在网络设备技术的不断发展，也出现了很多3层或4层交换机，4层路由器。我们以下说的网络设备都是传统意义上的交换机和路由器

详细参考资料