day14.1

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目录

网络基础概念

网络建立的目的

# 网络建立的目的是为了数据交互(通行)如何实现通信:
1.建立好底层的物理连接介质
2.有一套统一的通行的标准，称之为互联网协议

OSI七层模型

# 物理层
物理层就是网络的硬件设备:中继器，集线器，双绞线

# 数据链路层
网络接口相关设备:网桥，以太网交换机，网卡

# 以太网协议
早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，既以以太网协议ethenet

1.要有一块网卡，网卡上要有一个独一无二的地址(mac地址)
2.一组电信号构成一个数据包，叫做帧
3.每一数据帧分成:报头head和数据data两部分2
head data
发送者／源地址，6个字节 接收者／目标地址，6个字节 数据类型，6个字节 data包含：(最短46字节，最长1500字节) 
# head包含:(固定18个字节)
发送者／源地址，6个字节 接收者／目标地址，6个字节 数据类型，6个字节 data包含：(最短46字节，最长1500字 节)
 数据包的具体内容 head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送 局域网通信，是通过mac地址进行通讯的 计算机通讯基本靠吼。


# 网络层
路由器、三层交换机
网络层由来：有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，问题是世界范围的互
联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界
都会收到，
这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难


# ip协议
规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为IP地址，广泛采用的v4的版本既iPV4，它规定网络地址由32位进制表示
范围0.0.0.0-255.255.255.2555
一个ip地址通常写成四段十进制数，列:172.16.10.1

# ip地址分成两部分(点分十进制)
网络部分:标识子网
主机部分:标识主机
注意:单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类，从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网

例：172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网

# 子网掩码
所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络
部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.10.1，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。

知道”子网掩码”，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行
AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子
网络中，否则就不是。

比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？
两者与子网掩码分别进行AND运算，
172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
AND运算又叫做"按位与"运算，符号："&"，在编程术语中表示一种运算方法，不可逆
172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络。
总结一下，IP协议的作用主要有两个，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段

# ip数据包
ip数据包也分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分
head：长度为20到60字节
data：最长为65,515字节。
而以太网数据包的”数据”部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。

IP地址和子网掩码的计算:AND&按位运算

172.16.10.1
10101100.00010000.00001010.00000001

172.16.10.2
10101100.00010000.00001010.00000010

255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000

# 按位与运算
172.16.10.1
10101100.00010000.00001010.00000001
11111111.11111111.11111111.00000000
10101100.00010000.00001010.00000000

172.16.10.2
10101100.00010000.00001010.00000010
11111111.11111111.11111111.00000000
10101100.00010000.00001010.00000000

1&1=1
1&0=0
0&1=0
0&0=0

# 传输层
四层路由器、四层交换机

传输层的由来：网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，
那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层功能：建立端口到端口的通信

补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

端口映射

TCP三次握手

TCP协议的11种状态

三次握手中：
1.SYN_SENT # 客户端发送SYN建立连接时状态
2.LISTEN # 服务端等待客户端连接时，监听状态
3.SYN_RCVD # 服务端返回ACK和SYN给客户端时的状态
4.ESTABLISHED # 客户端和服务端建立连接时的状态

四次挥手中：
1.FIN_WAIT_1 # 客户端发送FIN断开连接时的状态
2.CLOSE_WAIT # 服务端接收到客户端的断开连接时返回ACK的状态
3.FIN_WAIT_2 # 客户端接收服务端返回ACK时的状态
4.LAST_ACK # 服务端发送FIN给客户端时的状态
5.TIME_WAIT # 客户端返回ACK给服务端，断开连接后的状态

关闭状态：
1.CLOSED（被动关闭端在接收到ack包后，进入CLOSED状态关闭TCP连接）
2.CLOSING（客户端和服务端同时发起断开连接）

TCP四次挥手

# 会话层
1.建立会话
2.保持会话
3.断开会话
session共享和会话

# 表示层
# 表示层主要三大功能:
1.内码转换
2.压缩与解压缩
3.加密与解密

# 应用层
应用层由来：用户使用的都是应用程序，均工作于应用层，互联网是开发的，大家都可以开发自己的应用程序，数据多种多样，必须规定好数据的组织形式

应用层功能：规定应用程序的数据格式。

例：TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不同协议规定电子邮
件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了”应用层”。

四层负载和七层负载的区别(七层负载可以解析域名)

# 四层负载
四层负载均衡工作在 OSI 七层模型的第四层（传输层），指的是负载均衡设备通过报文中的目标IP地址、端口和负载均衡算法，选择到达的目标内部服务器，四层负载均衡对数据包只起一个数据转发的作用，无法修改或判断所请求资源的具体类型，也不会干预客户端与服务器之间应用层的通信（如三次握手等）。但在某些部署情况下，为保证服务器回包可以正确返回给负载均衡设备，在转发报文的同时可能会对报文原来的源地址进行修改。

四层负载均衡单纯<typo id="typo-257" data-origin="的" ignoretag="true">的</typo>提供了终端到终端的可靠连接，并将请求转发至后端，连接至始至终都是同一个。LVS就是很典型的四层负载均衡。

# 七层负载
七层负载均衡工作在 OSI 模型的第七层（应用层），指的是负载均衡设备通过请求报文中的应用层信息(如URL、HTTP头部、资源类型等信息)和负载均衡算法，选择到达的目标内部服务器。七层负载均衡的功能更加丰富灵活，另外七层负载均衡两端（面向用户端和服务器端）的连接都是独立的，在一定程度上也提升了后端系统的安全性，因为像网络常见的DoS攻击，在七层负载均衡的环境下通常在负载均衡设备上就截止了，不会影响到后台服务器的正常运行。比如常见 Nginx 就是运行在七层的负载均衡软件

总之，四层负载均衡就是基于IP+端口实现的，七层负载均衡就是通过应用层资源实现的。



# 总结:
OSI七层模型:
物理层
	1.网络硬件设备

数据链路层
	1.以太网
		1.一块网卡，Mac地址
		2.电信号组成数据(帧)
		3.帧:报头和数据
	2.通过广播传输数据

网络层
	1.解决广播网络风暴
	2.出现ip协议
		1.IP地址+子网掩码
		2.按位与运算，计算IP地址是否在同一网段
	3.通过IP地址传输数据

传输层
	1.端口范围:0-65535，系统占用:0-1023
	2.TCP协议和udp协议
		1.TCP协议
			1.三次握手
			2.四次挥手
			3.11种状态
	3.通过端口到端口传输数据
	
会话层
	1.建立会话
	2.保持会话
	3.断开会话
	
表示层
	1.转码/解码
	2.解压/压缩
	3.加密/解密

应用层
	开发写出来的程序
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