网络基础大致框架

一、网络发展——从单机模式到网络互连模式
1、单机模式（独立模式）：计算机之间相互独立

2、网络互联：多台计算机连接在一起，完成数据共享。

3、局域网（LAN）：计算机数量更多，通过交换机和路由器连接在一起。

4、广域网（WAN）：将距离很远的计算机连在一起。

二、网络协议
协议：某种大家都遵循的“约定”。
1、协议分层的优点
（1）各层之间相互独立。
a、某一层并不知道它的下一层的具体实现，而只关心其通过层间接口所提供的服务。
b、每一层只实现一种相对独立的功能，因而可将一个复杂的问题分解为若干个较容易的更小的问题，这样就降低了问题的复杂度。
（2）灵活性好。
当任何一层发生变化后（例如技术变化，服务变更甚至取消某一层等），都不会影响其他各层。
（3）结构上可分割。
各层都可以采用最合适的技术来实现。
（4）易于实现和维护。
将一个庞大而复杂的系统划分为更小的若干个相对独立的子系统，更加易于实现、调试和维护。
（5）能促进标准化工作。
每一层的功能以及其所提供的服务都已有了精确的说明。

2、OSI七层模型
OSI（开放系统互联）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型，是一个逻辑上的定义和规范。OSI把网络从逻辑上分为了7层，每一层都有相关的、相对应的物理设备，比如路由器、交换机等。OSI七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。
OSI最大优点：将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来（每一层接收由下一层提供的服务，并为上一层提供服务，上下层之间进行交互时所遵循的约定叫做“接口”，同一层之间的交互所遵循的约定叫做“协议”），对通信中必要的功能作了很好的归纳，概念清楚，理论完整。通过七个层次的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。
缺点：太过于复杂，不实用。

物理层：负责0、1比特流（0、1）序列与电压高低、光的闪灭之间的互换。（PS：物理媒介不属于物理层）
数据链路层：负责物理层面上互连、节点之间的通信传输（例如与一个以太网相连的两个节点之间的通信）。将0、1序列划分为具有意义的数据帧发送给对端（即数据帧的生成与接收）。
网络层：将数据传输到目标地址。目标地址可以是多个网络通过路由器连接而成的某一个地址。因此这一层主要负责寻址和路由选择。
传输层：起着可靠传输的作用。只在通信双方节点上进行处理，而无需在路由器上处理。
会话层：负责建立和断开连接（数据流动的逻辑通路），以及数据的分割等数据传输相关的管理。
表示层：将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式，或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式。因此主要负责数据格式的转换。具体就是将设备固有的数据格式转换为网络标准传输格式。不同设备对同一比特流解释的结果可能会不同。因此，使他们保持一致是这一层的主要作用。
应用层：为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包括文件传输、电子邮件、远程登录（虚拟中断）等协议。

3、TCP/IP协议模型

TCP/IP协议分为四层，但是为了叙述，一般将接口层分为两层，即网卡层和硬件层。
硬件层（物理层）：负责光/电信号的传输方式，双绞线、同轴电缆、光纤和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、传输距离和抗干扰性等。总之，TCP/IP是在网络互连的设备之间能够通信的前提下才被提出的协议。集线器（Hub）工作在物理层。
网络接口层（数据链路层）：利用以太网中的数据链路层进行通信，相当于计算机中硬件的“驱动程序”。其负责设备之间的数据帧的传送和识别。交换机工作在数据链路层。
互联网层（网络层）：负责地址管理和路由选择。连接互联网的所有主机跟路由器都实现IP的功能。路由器工作在网络层。
传输层：负责两台主机之间的数据传输，如TCP协议能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机。
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）和超文本传输协议（HTTP）等。
一般而言对于这些设备：
集线器：只实现了物理层。
交换机：实现了从数据链路层到物理层。
路由器：实现了从网络层到物理层。
主机：它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容。

三、网络传输的基本流程
跨网段的文件传输基本流程如下：

四、数据报封装与分用
数据报封装过程：

数据报分用过程：

1、不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在网络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。
2、应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部（header），称为封装（Encapsulation）。
3、首部信息中包含了一些类似于首部有多长，载荷（payload）有多长，上层协议是什么等信息。
4、数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中的“上层协议字段”将数据交给对应的上层协议处理。