[基础]计算机网络的基础梳理
参考自 https://www.jianshu.com/p/c793a279f698
OSI七层模型 (自底向上解释)
物理层
定义
规定了网络的一些电气特性
作用是负责传送0和1的电信号
常用协议
线路、无线电、光纤，网卡使用MAC地址
数据链路层
定义
单纯的0和1没有意义，需要规定解读方式：多少个电信号算一组?每个信号位的意义?
作用是在物理层的上方，确定了0和1的分组方式
常用协议
以太网协议，使用MAC地址
- ”以太网“规定，一组电信号构成一个数据包，叫做 帧(Frame)=标头(Head)+数据(Data)
- 因此链路层的数据包就叫做”以太网数据包", 其中"标头“包含数据包的一些说明，比如发送者、接受者、数据类型等等。
- 如何标识发送者和接受者？通过网卡的MAC地址来标识。数据包必须是从一块网卡传送到另一块网卡。每块网卡出厂的时候都有独一无二的MAC地址，通常用12个十六进制数表示。
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- 如何标识发送者和接受者？通过网卡的MAC地址来标识。数据包必须是从一块网卡传送到另一块网卡。每块网卡出厂的时候都有独一无二的MAC地址，通常用12个十六进制数表示。
如果知道接受方的MAC地址，如何发送?
- 使用类似广播的方式，它向本网络(局域网)内的所有计算机发送，让每个计算机自己比对是否为接受方(即比对标头中的接受方是否是自己的MAC地址)
- 因为只是在本机所在的局域网内，因此需要区分出哪些MAC地址是属于同一个子网 [互联网是由一个个子网组成更大的子网，一级级组网最终构成互联网]
- 由此引出网络层，通过引入一套新的地址，来区分哪些计算机属于同一个子网，这套地址叫做”网络地址“，也就是 IP地址
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网络层
定义
引进一套新的地址（即IP地址），作用是区分不同的计算机是否属于同一个子网络。
常用协议
IP协议，使用MAC地址+IP地址
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IP地址有IPv4 和 IPv6两个版本。
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IP地址有32位，由两部分组成：前半部分代表网络，后半部分代表主机。
- 同一个子网内的电脑IP地址中网络部分应该是一致的，主机部分则代表不同电脑（主机）的编号。
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子网掩码：用于说明地址中哪一部分是网络，子网掩码也有32位，其中网络部分全为1，主机部分全为0。通过将当前IP地址与子网掩码进行按位与运算，来判断是否在同一个子网。
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如何通信？
- 如果在同一个子网内，则按照链路层的方法，广播+MAC寻址的方式发送数据包
- 如果不在同一个子网内，则需要用“路由”的方法来实现不同子网之间的互相通信
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路由器提供了一个隔绝“外网”和"内网"的方法，路由器只有一个"外网"地址，连在路由器上的设备在外网看来都属于同一个IP地址(即路由器的外网IP地址)，而在路由器内部的"内网"，则这些设备的IP地址由路由器分配，各不相同
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传输层
定义
有了MAC地址和IP地址，已经可以在互联网上的任意两台电脑建立通信了。然而还需要一个参数，表示这个数据包到底供哪个程序（进程）使用（比如是在聊天还是在浏览网页），这个参数就叫做“端口”，其实就是每个使用网卡的程序（进程）的编号。每个数据包发送到主机特定的端口，所以不同的程序就能取到自己想要的数据包。
作用是建立“端口到端口“的通信，而网络层的功能是建立”主机到主机“的通信。
只要确定主机和端口，就能实现程序之间的交流
传输层建立的是“端口到端口”之间的通信，即“进程间通信“：1.主机内部进程间通信，由操作系统决定；2.跨主机进程间通信或网络进程间通信，也叫”socket“通信
那么，Socket是什么？
- 从编程语言的角度，socket是一个无符号整型变量，用来标识一个通信进程。两个进程通信，总要知道这几个信息：双方的ip地址和端口号，通信所采用的协议栈。socket就是和这些东西绑定的，实现socket可以使用unix提供的接口，也可以使用wIndows提供的winSock。
- socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装。TCP/IP只是一个协议栈，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口（API），这就是Socket接口。通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议，因此有了一系列我们知道的函数接口——connect、accept、send、read、write等。
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常用协议
TCP、UDP协议，使用MAC地址+IP地址+端口号
主要作用就是在应用层的数据包标头加上端口号。
[待补充] TCP的”三次握手“，“四次握手”
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会话层
表示层
应用层
==[待补充] ==
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协议 protocol
- 是一种双方都明白或者必须遵守的实现约定
- 互联网协议簇(Internet Protocol Suite)是全球通用的协议标准。其中两个最重要的协议是TCP和IP协议，通常把基于TCP和IP协议的所有协议统称为”TCP/IP协议(簇)“
DNS解析
- Domain Name System，网域名称系统，端口53，它是将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库
实际例子
自顶向下的数据包结构
现在我们从一个用户的角度来自顶向下的过一遍，一个网络数据包的过程。首先我们设置了本机参数：
- 本机的IP地址：192.168.1.100
- 子网掩码：255.255.255.0
- 网关的IP地址：192.168.1.1
- DNS的IP地址：8.8.8.8
然后打开浏览器访问谷歌的网址：www.google.com，按下回车。这意味着，浏览器要向Google发送一个网页请求的数据包。
第一步：
主机会像DNS服务器发送请求，已知DNS服务器为8.8.8.8，于是向这个地址发送一个DNS数据包（53端口）；然后，DNS服务器做出响应，告诉我们Google的IP地址是172.194.72.105。于是，我们知道了对方的IP地址。
第二步：
判断这个IP地址是不是在同一个子网络，这就要用到子网掩码。已知子网掩码是255.255.255.0，本机用它对自己的IP地址192.168.1.100，做一个二进制的AND运算，计算结果为192.168.1.0；然后对Google的IP地址172.194.72.105也做一个AND运算，计算结果为172.194.72.0。这两个结果不相等，所以结论是，Google与本机不在同一个子网络。
第三步：
因此，我们要向Google发送数据包，必须通过网关192.168.1.1转发，也就是说，接收方的MAC地址将是网关的MAC地址[链路层只能在同一个子网内，所以接受方的MAC地址只能是网关的MAC地址，但是接受方的IP地址不变（仍然是谷歌的IP地址）]。至此发送的各种必要参数已经基本确定了，数据包也可以发送了。
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代理服务器
https://www.cnblogs.com/csguo/p/7250842.html
“代理”：我们或许会帮忙家人去办理一些杂务吧！举个例子来说，例如缴费或者是申办提款卡等等的， 由于你并不是『申请者本人』而是『代理人』的角色
代理服务器，与真实世界一样，当客户端有因特网的数据要求时， Proxy 会帮用户去向目的地取得用户所需要的数据。所以，当客户端指定 WWW 的代理服务器之后，用户的所有 WWW 相关要求就会通过代理服务器去捉取。
客户端向外部要求的数据事实上都是 Proxy 帮用户取得的，因此因特网上面看到要求数据者，将会是 Proxy 服务器的 IP 而不是客户端的 IPProxy server 因为直接对外网，相当于当了个炮灰，外网只能找到这个代理服务器，隐藏内网的机器，从而 起到防火墙的作用。
代理服务器有缓存(cache)的功能
代理服务器工作流程
- 当客户端A对web服务器请求时,此端提出请求时,此请求会首先发送到代理服务器.
- 代理服务器接收到客户端请求后,会检查缓存中是否存有客户端所需要的数据.
- 如果代理服务器没有客户端A所请求的数据,它将会向WEB器提交请求.
- WEB服务器响应请求的数据.
- 代理服务器向客户端A转发Web服务器的数据.
- 客户端B访问web服务器,向代理服务器发出请求.
- 代理服务器查找缓存记录,确认已经存在WEB服务器的相关数据.
- 代理服务器直接回应查询的信息,而不需要再去服务器进行查询,从而达到节约网络流量和提高访问的速度目的.
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kexue上网：
waiwang有服务器，给你提供服务器的IP，和端口地址server_port
国内主机（客户端）通过酸酸乳连接该服务器，需要设置本机的IP地址和端口号client_port（当数据包传来时，如果端口号和酸酸乳进程的client_port一致，则说明该数据包是给酸酸乳进程的）
proxy server代理服务器，是在用浏览器的时候需要设置，因为所有的www请求都是发给proxy server，再由proxy server判断接受方是否在缓存内，若不在则转发给web服务器。因此可以将proxy server设置成localhost:client_port，即将本机的酸酸乳进程作为proxy server，当需要访问waiwang时，发送给该proxy server，由其转发给在外的服务器，从而。。。。。
总体来说应该是这样，但是还附加了一些其他防止被发现的机制，比如混淆参数是为了把域名改得混淆一点？
Ubuntu下面用不了全局代理，只能PAC(Proxy Auto Config)代理
PAC文件规定了一些规则，有些URL没有被强，可以绕过酸酸乳服务器直接访问；有些被强的则需要通过酸酸乳连接到waiwang服务器然后才能访问
而全局代理则是所有网页都用waiwang服务器访问
