网络基础知识

休假一天好好学习了网络协议基础。

第一点：分层

osi模型：

 物理层： 透明地传输比特流
 数据链路层： 建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错效验等功能。
 网络层： 进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。
 传输层： 定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错效验。
 会话层： 建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层） 对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话
 表示层： 数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）
 应用层： 网络服务与最终用户的一个接口。

tcp/ip模型：

协议数据分层主要是为了抽象，不管分几层都是可以的，精确来分可以分为以下四层： 

1.应用层：主要是规定应用程序的数据格式，主要协议有http协议 http协议数据主要包括请求头，请求体，空行，请求数据 

2.传输层：主要是将应用层封装的http请求包嵌入传输层，传输给下一层，传输层主要分为tcp协议和udp协议

区别：

udp只需要知道发送方和接收方的ip和mac地址就可以传输数据，效率更快，适合于实时传输直播等，对数据安全性要求不高的场景，但是不能保证大量数据的传输和保证数据安全性

tcp：是面向连接的安全传输协议，理论上数据包没有长度限制，但是为了保证网络的效率，通常数据包大小不会超过ip数据包的长度

3.网络层通过以太网协议，主要是依靠mac网卡地址分发数据，但是这样广播发送数据的方式会给每台机器都会发送一份数据包（同一个网络下），如果不是同一个网络下就需要路由方式发送，但是mac地址本身无法完成这件事，所以就需要引进一套新的地址，使得我们能区分不同计算机是否是在同一个网路下，这就是网络层的由来**

ip协议： ip协议定义的地址就是IP地址，目前广泛采用ip协议第四版，即ipv4，现在也国家出台政策ipv6马上也要推行出来。

习惯上，我们分成四段的十进制数为一个ip地址，范围为0.0.0.0-255.255.255.255，互联网上每个机器都会分配一个ip地址，由网络地址和主机地址组成，但是简单的从ip地址是无法识别两台机器是不是在同一个网络下，这样就引进了子网掩码，形式上和ip地址一样，为32位二进制数字，它的网络部分全是1，主机部分全是0，比如，IP地址172.16.254.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。

总结：

区分是不是同一个网路：将两个ip地址和子网掩码做and与运算，1和1为1，结果如果相同则为在同一个网络下。

所以ip协议两个作用：一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络

4.网络接入层

早起每家电脑够公司都是以电信号为分组方式，渐渐以太网为主要协议诞生了，以太网主要由一组电信号组成一个数据包，叫做帧，每一个帧分标头和数据，标头主要记录数据包的说明项例如发送接受者，数据类型等，数据包主要是数据具体内容。

标头中的发送者和接受者如何识别呢，以太网协议规定，连入网路的设备必须配备网卡，数据包就是从这个网卡传输到另一个网卡，网卡地址就是数据包发送和接受的地址，这个地址就是MAC地址，每个MAC地址在出厂时就是独一无二的长度是48个二进制位，通常用12个十六进制数表示。前6个十六进制数是厂商编号，后6个是该厂商的网卡流水号。

接下来有了网卡地址，如何识别另一台网卡地址呢？

第一：原始以太网广播的方式，给当前网络下的所有机器都发送这个数据包，然后每个机器都能收到该数据包，通过数据帧中的接受mac地址和自己的机器地址相比，如果一样，则接受，否则拒绝；

第二：

ARP协议：通过ip找到mac地址，仅限同一个网络下，发送一个数据包，标头主要为ip和网卡地址

（fff.fff.fff.fff）表示给所有的机器都发送，相当于广播的方式

不再一个网络下：可以通过网关转发

第二点：如何应用

一般情况一台计算机需要连接网络需要以下四个参数：

主机ip地址，子网掩码地址，dns地址，网关ip地址

有了以上正确的地址后就可以连接到网上了。

以下以访问goole为例：

输入www.goole.com为例，

第一步：解析域名：dns服务器解析goole.com域名的ip为172.194.72.105

第二步：判断是不是同一个网络下，已知本机的子网掩码是255.255.255.0，本机用自己的ip和该子网掩码做与and运算，然后用goole的ip也和该子网掩码做yu运算，值一样说明在一个网络下，如果不是就需要网关来进行转发，也就说接收方mac地址为网关的mac地址；

第三步：协议数据传输，

应用层的http协议数据嵌入传输层的tcp/udp协议数据包中，：http协议数据数据为请求相关数据；

然后通过网络层的ip协议再见将tcp数据包嵌入到ip数据包中：tcp协议数据为传输层sq，fin，ack等数据；

最后再嵌入到以太网协议数据包中，ip数据包为ip地址的端口号；以太网协议数据为发送方和接收方的mac地址

第四步：经过网关的转发，以太网数据包请求到了goole的服务器，根据IP标头的序号，Google将四个包拼起来，取出完整的TCP数据包，然后读出里面的"HTTP请求"，接着做出"HTTP响应"，再用TCP协议发回来。

第五步：相应渲染界面实现。

补充知识：

ip分类：

A：由一个字节的网络地址和三个主机地址组成，1.0.0.1-126.255.255.254

B:  由两个网络字节和两个主机地址组成，最高位为：‘10’，128.1.0.1-191.255.255.254；

C:  由三个网络字节和一个主机地址组成，最高位为：‘110’，192.0.1.1-223.255.255.254

D:  第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址，地址范围224.0.0.1-239.255.255.254；

E:  IP地址以“1111”开始，为将来使用保留。