网络通信基础

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目录

一、网络通信概述

1、网络通信属于进程间通信

2、网络通信的通次

3、本部分学习方法

二、网络通信基础知识1

1、网络通信的发展历程

2、三大网络

3、通信网络的传输媒介

三、网络通信基础知识2

1、OSI（Open System Interconnect，开放式系统互联）参考模型

2、网卡芯片

3、集线器（HUB）

4、交换器

四、网络通信基础知识3

1、路由器

2、DNS（Domain Name Service 域名服务）

五、网络通信基础知识4

1、DHCP（dynamic host configuration protocl，动态主机配置协议）

2、NAT（network address translation，网络地址转换协议）

六、网络通信基础知识5

1、IP地址分类（IPv4）

2、三类IP地址

3、如何判断2个IP地址是否在同一子网内？

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一、网络通信概述

1、网络通信属于进程间通信

进程间通信的一种方法是使用网络域套接字socket，网络通信其实就是位于网络中不同主机上面的2个进程之间的通信。

2、网络通信的通次

即信息流是如何流动的？

（1）硬件部分：网卡

（2）操作系统底层：网卡驱动

（3）操作系统API：socket接口

（4）应用层：低级（直接基于socket接口编程）

（5）应用层：高级（基于网络通信应用框架库）

（5）应用层：更高级（http、网络控件等）

3、本部分学习方法

（1）掌握网络通信的架构层次和基本原理；面试！

（2）掌握socket及其相关函数的使用；

（3）掌握服务器和客户端程序通信的方法。

 

二、网络通信基础知识1

1、网络通信的发展历程

（1）单机阶段

（2）局域网阶段

（3）广域网internet阶段（由一个个局域网互联起来，主要指电脑的有线）

（4）移动互联网阶段（手机、平板等无线上网）

（5）物联网阶段（万物互联）

2、三大网络

电信网、电视网、互联网

3、通信网络的传输媒介

（1）无线传输：WIFI、蓝牙、zigbee、4G/5G/GPRS等；

（2）有线通信：双绞线、同轴电缆、光纤等；

 

三、网络通信基础知识2

1、OSI（Open System Interconnect，开放式系统互联）参考模型

（1）7层名字和顺序要记住，笔试题目经常遇到。

（2）网络搜索资料，自己看自学，逐步去理解。

2、网卡芯片

（1）计算机上网必备硬件设备，CPU靠网卡来连接外部网络；

（2）串转并设备；

（3）数据帧封包和拆包；

（4）网络数据缓存和速率适配；

3、集线器（HUB）

（1）信号中继放大，相当于中继器；

（2）组成局域网络，用广播方式工作；

（3）注意集线器是不能用来连接外网的；

（4）现在很少用集线器来组局域网，一般用交换机来组局域网

• 因为集线器会造成信息臃肿（因为以广播的形式，一份信息发出n-1份，n为主机的数目）

4、交换器

（1）包含集线器功能，但更高级；

（2）交换机中有地址表，数据包查表后直达目的通信口而不是广播；

（3）找不到目的口时广播并学习；

 

四、网络通信基础知识3

1、路由器

（1）路由器是局域网和外部网络通信的出入口。

（2）路由器将整个internet划分成一个个的局域网，却又互相联通。

（3）路由器对内管理子网（局域网），可以登录路由器，在路由器中设置子网的网段，设置有线端口的IP地址，设置dhcp功能等，因此局域网的IP地址是路由器决定的，它是内网管理者。

（4）路由器对外实现联网，联网方式取决于外部网络（如ADSL拨号上网、宽带帐号、局域网等）。这时候路由器又相当于是更高层级网络的其中一个节点而已。

（5）所以路由器相当于有2个网卡，一个对内做网关、一个对外做节点。

（6）路由器的主要功能是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳路径（路由）并转发出去。

• 即局域网内的电脑要发到外网的数据包，和外网回复给局域网内的电脑的数据包，都要经过路由器的选择。

（7）路由器技术是网络中最重要技术，决定了网络的稳定性和速度。

2、DNS（Domain Name Service 域名服务）

（1）网络世界的门牌号：IP地址

（2）但IP地址的缺点：难记、不直观

（3）因此IP地址的替代品：域名，譬如www.zhulaoshi.org

（4）DNS服务器就是专门提供域名和IP地址之间的转换的服务的，因此域名要购买的。

（5）访问一个网站的流程

• 先访问DNS服务器（譬如谷歌的DNS服务器IP地址为8.8.8.8），通过此DNS服务器查询我们要访问的域名对应的IP地址，然后再使用该IP地址访问我们真正要访问的网站。
• 这个过程被浏览器封装屏蔽，其中使用的就是DNS协议。

（6）浏览器需要DNS服务，而QQ这样的客户端却不需要

• 因为QQ软件编程时已经知道腾讯服务器的IP地址，因此可以直接IP方式访问服务器

 

五、网络通信基础知识4

1、DHCP（dynamic host configuration protocl，动态主机配置协议）

（1）每台计算机都需要一个IP地址，且局域网内各电脑IP地址不能重复，否则会地址冲突。

（2）计算机的IP地址可以静态设定，也可以动态分配。

（3）动态分配是局域网内的DHCP服务器来协调的，很多设备都能提供DHCP功能，譬如路由器。

（4）动态分配的优势：方便接入和断开、有限的IP地址得到充分利用。

（5）如果开启DHCP，必须有DHCP服务器。

2、NAT（network address translation，网络地址转换协议）

（1）IP地址分为公网IP（internet范围内唯一的IP地址）和私网IP（内网IP），局域网内的电脑使用的都是私网IP（常用的就是192.168.1.xx）。

（2）网络通信的数据包中包含有目的地址的IP地址。

（3）当局域网中的主机要发送数据包给外网时，路由器要负责将（数据包头中的局域网主机的）内网IP替换为（当前局域网的对外）外网IP，这个过程就叫NAT。

（4）NAT的作用是缓解IPv4的IP地址不够用问题，但只是类似于打补丁的形式，最终的解决方案还是要靠IPv6。

（5）NAT穿透简介；理解p2p下载。（服务器做中介）

（6）不同局域网内的主机的私网IP地址可以相同，比如都是192.169.1.3。

 

六、网络通信基础知识5

1、IP地址分类（IPv4）

（1）IP地址由32位二进制构成

• 在网络通信数据包中就是32位二进制，而在人机交互中使用点分十进制方式显示。

（2）IP地址中32位包含2部分：网络地址和主机地址。子网掩码，用来说明网络地址和主机地址各自占多少位。

• IP地址 = 网络地址 + 主机地址。
• 网络地址用来表示子网，主机地址用来表示子网中的具体某一台主机的。
• 譬如可以8位表示网络，24位表示主机；也可以16位表示网络，16位表示主机；14为表示网络，18位表示主机
• 子网掩码为255.255.255.0时，表示前24位为网络地址，后8位为主机地址，表示这种网络一共最多可以有2^24个，每个这种网络中最多可以有2^8个主机。
• 子网掩码为255.255.0.0时，表示前16位为网络地址，后16位为主机地址，表示这种网络一共最多可以有2^16个，每个这种网络中最多可以有2^16个主机。

（3）由网络地址和主机地址分别占多少位的不同，将IP地址分为5类，最常用的有3类。

2、三类IP地址

（1）A类。

（2）B类。

（3）C类。

（4）127.0.0.0用来做回环测试loopback

3、如何判断2个IP地址是否在同一子网内？

网络标识 = IP地址 & 子网掩码，如果2个IP地址的网络标识一样，那么就处于同一网络。

示例1

192.168.1.102 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0；

192.168.1.253 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0；这表明两者处于同一个网段；

示例2

192.168.1.4和192.168.12.5

如果子网掩码是255.255.255.0，那么不在同一网段；

如果子网掩码是255.255.0.0，那么就在同一个网段。