基础 网络架构 网络硬件名词 网络通信协议

网络架构

  • C\S架构:客户端服务端架构

    客户端(client) : 享受服务端提供的服务

    服务端(server) : 给客户端提供服务

    • 软件CS架构: 京东,淘宝,qq,微信,暴风影音,快播 硬件CS架构: 打印机

  • B\S 浏览器和服务端 B(browser)

    • 谷歌,360,IE

       

名词 硬件

网络通信当中遇到的名词 硬件

    网卡:     接收电信号
    mac地址:  网卡的唯一标识,全球唯一, 6位点分16进制  8C-EC-4B-87-99-D7  16进制的6个数表示,前三位厂商             编号,后三位生产流水号
            
    广播 : 信息发给所有人
    单播 : 单独发给某个人或者说某个设备
    广播风暴 : 不安全,容易拥堵网络
    IP地址 : 划分广播域
            192.168.15.113 四个点分十进制
            IPv4  :  
            IPv6  :  6个冒号分十六进制
            IPv6 地址: fe80::48c3:8f81:8474:c7d0%2
        
    集线器 : 将所有连电脑连通起来
    交换机 : 升级版集线器
    DHCP协议 : 自动分配IP地址
    划分广播域--> IP网段 : 192.168.15.0 - 192.168.15.255 属于同一子网
                           192.168.16.0 - 192.168.16.255
    子网掩码 : 计算目标IP地址是否和咱们是同一网段
        同一网段的:广播发送
        不同网段的:发送给路由器
        255.255.255.0,
            例外一个班的同学的IP地址为:192.168.14.12
            192.168.14.12
            255.255.255.0
            
            11000000.10101000.00001110.00001100
            11111111.11111111.11111111.00000000
            11000000.10101000.00001110.00000000
            192.168.14.0
            计算是否属于同一网段
            属于同一个网段的,我们成为属于同一子网
    
    路由器(内网的作用) : 管理局域网 连接外网
    
    找外部网路的设备:
    
        域名:www.jd.com --> IP地址
        DNS服务器:记录着所有的域名和他网站对应的那台服务器的IP地址的对应关系,理解为一个字典
            {'www.jd.com':192.168.15.12}
            
        网关:在路由器这儿,把关你对外的请求
        NAT技术: 将你的IP地址,转换为网关的IP地址
        外网又称为公网 ,网关的IP地址又称为外网IP地址或者公网IP地址
        
        路由器(外网的作用) : 转发消息
        路由协议 : 计算一个最优路径,然后进行路由转发
        发到京东的路由器上,京东的路由器做了端口映射(看图)
        
    端口:标识电脑上某个应用程序,范围0-65535  0-1024 内部程序用的,我们一般使用的都是8000以后的
    
    通过IP地址+端口:我就能唯一确定一台电脑上的某个应用程序

网络通信协议

应用层：

  • HTTP（Hypertext Transfer Protocol 超文本传输协议，显示网页）

  • DNS（Domain Name System）域名系统

  • FTP（File Transfer Protocol）文件传出协议

  • SFTP（SSH File Transfer Protocol，和FTP不一样）安全文件传送协议

  • SCP（Secure copy，based on SSH）SCP是智能网的核心部件，一般由小型机、高性能微机和大型实时高速数据库组成。

  • SSH （Secure Shell）

通信层：

  • TCP（Transmission Control Protocol 三次握手传输协议）

  • UDP

网络层：

  • IP（Internet Protocol）

  • ICMP（Internet Control Message Protocol，主要用于路由发送错误报告）

链路层：

  • MAC（media access control）

tcp\ip五层
    arp协议:通过IP地址找到mac地址

OSI 协议

博客资料： https://blog.csdn.net/taotongning/article/details/81352985

互联网的本质就是一系列的网络协议，这个协议就叫OSI协议（一系列协议），按照功能不同，分工不同，人为的分层七层。实际上这个七层是不存在的。没有这七层的概念，只是人为的划分而已。

  • 七层划分为(osi七层)：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

  • 五层划分为(tcp/ip五层) : 应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

  • 四层划分为：应用层、传输层、网络层、网络接口层。

每层中的 设备：

每层中的作用：

  • 应用层：

    提供应用程序间的通信， 应用层是实际应用程序间的接口

  • 表示层：

    处理数据格式，数据 加密 解密 压缩 解压缩 像应用层提供数据 负责数据转换和代码格式化

  • 会话层：

    建立维护和管理会话，将不同的应用程序数据分离

  • 传输层：

    建立主机端到端的链接，提供流量控制，差错校验，分片上层数据，保证数据正确传输

    端口范围 0 - 65535 0-1024 为系统占用 一般使用 8000 以上

  • 网络层：

    IP地址寻址 和 路由选择 定义网络地址 路由选择

  • 数据链路层：

    介质访问，链路管理，mac 地址寻址

  • 物理层：

    规范介质，传输bit流

OSI中的层功能TCP/IP协议族
应用层 文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet
表示层 数据格式化，代码转换，数据加密 没有协议
会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协议
传输层 提供端对端的接口 TCP，UDP
网络层 为数据包选择路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU
物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110，IEEE802，IEEE802.2

详细解释

物理层：

  • 字面意思解释：物理传输、硬件、物理特性。在深圳的你与北京的朋友聊天，你的电脑必须要能上网，物理体现是什么？是不是接一根网线，插个路由器，北京的朋友那边是不是也有根网线，也得插个路由器。也就是说计算机与计算机之间的通信，必须要有底层物理层方面的连通，就类似于你打电话，中间是不是必须得连电话线。

  • 中间的物理链接可以是光缆、电缆、双绞线、无线电波。中间传的是电信号，即010101...这些二进制位。

  • 底层传输的010010101001...要让这些010010101001...有意思，人为的分组再适合不过了，8位一组，发送及接收都按照8位一组来划分。接收到8位为一组的话，那么就可以按照这8位数来做运算。如果没有分组，对方接收的计算机根本就不知道从哪一位开始来做计算，也解析不了收到的数据。我发了16位你就按照16位来做计算吗？我发100位你就按照100位做计算吗？没什么意义是吧。因此要想让底层的电信号有意义，必须要把底层的电信号做分组。我做好8位一组，那么我收到数据，我就知道这几个8位做一组，这几个8位做一组。那么每个8位就可以得到一个确定的数。分组是谁干的活呢？物理层干不了，这个是数据链路层干的。

数据链路层：

  • 早期的时候，数据链路层就是来对电信号来做分组的。以前每个公司都有自己的分组方式，非常的乱，后来形成了统一的标准（标准就是协议），即以太网协议Ethernet。

  • Ethernet规定

    一组电信号称之为一个数据包，或者叫做一个“帧”

    每一数据帧分成：报头head和数据data两部分

    • 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。

    这就像写信，发送者的地址（源地址）就是你家的地址，接收者地址（目标地址）就是对方的收信地址，你家的路由器就相当于邮局。其实在计算机通信中的源地址和目标地址指的是mac地址。

  • Mac地址的由来：

    head中包含的源和目标地址由来：Ethernet规定接入Internet的设备都必须具备网卡，发送端的和接收端的地址便是指网卡的地址，即Mac地址。

    每块网卡出厂时都被烧录上一个实际上唯一的Mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示，（前六位是厂商编码，后六位是流水线号）

     

  • 有了mac地址以后，计算机就可以通信了，假设一个教室就是一个局域网（隔离的网络），这个教室里面有几台计算机，计算机的通信和人的通信是一个道理，把教室里面的人都比作一个个计算机，假设教室里面的人都是瞎子，其实计算机就是瞎子的，计算机通信基本靠吼，现在我要找教室里面的飞哥要战狼2的片，然后我就吼一声，说我要找飞哥要战狼2的片，战狼2的片就属于我的数据，但是我在发的时候我是不是要标识我是谁，我要找谁，我是谁就是我的mac地址，我要找谁就是飞哥的mac地址，这两个地址做数据包的头部，再加上数据战狼2的片就构成了一个数据帧。

     

  • 这个数据包封装好以后就往外发，到物理层以后就全部转成二级制，往外发是怎么发的呢？就是靠吼。即“我是Edison，我找飞哥要战狼2的片”。这么吼了一嗓子以后，全屋子的人都能听到，这就是广播。

    计算机底层，只要在一个教室里（一个局域网），都是靠广播的方式，吼。

     

  • 局域网的理解：什么是互联网，互联网就是由一个个局域网组成，局域网内的计算机不管是对内还是对外都是靠吼，这就是数据链路层的工作方式-----广播。

    广播出去以后，所有人都听得见，所有人都会拆开这个包，读发送者是谁，接收者是谁，只要接收者不是自己就丢弃掉。对计算机来说，它会看自己的Mac地址，飞哥收到以后，他就会把片发给我，发送回来同样采用广播的方式了，靠吼。

    同一个教室（同一个局域网）的计算机靠吼来通信，那不同教室的计算机又如何？

    比如说局域网1的pc1与局域网2的pc10如何通信？你在教室1（局域网1）吼，教室2（局域网2）的人肯定是听不见的。这就是跨网络进行通信，数据链路层就解决不了这个问题了，这就得靠网络层出面了。

     

  • 在讲网络层之前，其实基于广播的这种通信就可以实现全世界通信了，你吼一声，如果全世界是一个局域网，全世界的计算机肯定可以听得见，从理论上似乎行得通，如果全世界的计算机都在吼，你想一想，这是不是一个灾难。因此，全世界不能是一个局域网。于是就有了网络层。

网络层：

  • 网络层定义了一个IP协议，

    你想，我是这个教室的一个学生，我想找隔壁教室一个叫老王的学生，我也不认识老王，那怎么办，我吼？老王在另外一个教室肯定是听不到的。找教室的负责人，这个教室的负责人就负责和隔壁教室的负责人说话，说我们教室的有个学生要找你们教室的老王。往外传的东西交给负责人就可以了，内部的话上面已经提到，通过广播的方式，对外的东西广播失效。教室的负责人就是网关，网关即网络关口的意思。

  • Mac地址是用来标识你这个教室的某个位置，IP地址是用来标识你在哪个教室（哪个局域网）。你要跨网络发包你是不是要知道对方的IP地址，比如你要访问百度，你肯定得知道百度服务器的IP地址。计算机在发包前，会判断你在哪个教室，对方在哪个教室，如果在一个教室，基于mac地址的广播发包就OK了；如果不在一个教室，即跨网络发包，那么就会把你的包交给教室负责人（网关）来转发。Mac地址及IP地址唯一标识了你在互联网中的位置。

    数据链路层中会把网络层的数据包封装到数数据链路层的数据位置，然后再添加上自己的包头，再发给物理层，物理层发给网关，网关再发给对方教室的网关，对方教室的网关收到后在那个教室做广播。

    在数据链路层看，数据封装了两层，跟玩俄罗斯套娃有点类似，一层套了一层。

    现在来看另一个问题，在吼之前怎么知道对方的Mac地址？这就得靠ARP协议。

  • ARP协议的由来：在你找飞哥要片之前，你的先干一件事，想办法知道飞哥的Mac地址。即你的机器必须先发一个ARP包出去，ARP也是靠广播的方式发，ARP发送广播包的方式如下：

  • 局域网中怎么获取对方的Mac地址：

    肯定要知道对方的IP地址，这是最基本的，就像你要访问百度，肯定得知道百度的域名，域名就是百度的IP地址。自己的IP可以轻松获得，自己的Mac也轻松获取，目标Mac为16个F，我们叫广播地址，表达的意思是我想要获取这个目标IP地址172.16.10.11的机器的Mac地址。Mac为16个F代表的是一种功能，这个功能就是获取对方的MAC地址，计算机的Mac永远不可能是16个F。假设是在本教室广播，一嗓子吼出去了，所有人开始解包，只有IP地址是172.16.10.11的这个人才会返回他的Mac地址，其他人全部丢弃。发回来源Mac改成飞哥自己的Mac地址，同时把飞哥的Mac地址放在数据部分。

     

    跨网络怎么获取对方的Mac地址：

    通过IP地址区分，计算机运算判断出飞哥不在同一个教室，目标IP就变成了网关的IP了。网关的IP在计算机上配死了，可以轻松获取。

    样网关就会把它的Mac地址返回给你，然后正常发包

    网关帮你去找飞哥，但对用户来说，我们根本就感觉不到网关的存在。

传输层

  • 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

    tcp协议：

    • 可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。

    • 以太网头 ip 头               tcp头               数据                                                  

    udp协议：

    • 不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。

    • 以太网头 ip头               udp头              数据            

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”。

 

三次握手

  • 用户发出链接请求， 服务端确认可以进行链接 并返回响应，用户端发出链接请求

四次挥手

  • 用户发出请求断开的请求，服务端返回需要等待完成后续的工作 响应，再次返回 可以断开链接的响应，用户发出正式断开链接的请求

tcp和udp的区别

tcp协议:面向连接,消息可靠,相对udp来讲,传输速度慢,消息是面向流的,无消息保护边界0 ​ udp协议:面向无连接,消息不可靠,传输速度快,消息是面向包的,有消息保护边界.

socket 是在应用层 跟传输层之间 的 一个抽象层

posted @ 2018-09-10 21:23  拐弯  阅读(836)  评论(0)  编辑  收藏  举报