【网络知识梳理】计算机网络(下)网络的模型、通信协议

之前的一篇文章写到了计算机网络知识的上半部分，今天则来继续讲讲下半部分，即网络的模型和网络的通信。

一、计算机网络的组成

1.OSI/RM结构与TCP/IP模型

  网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定、标准， 一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集，网络协议是按层次结构来组织的，网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构。

• OSI/RM结构七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

• TCP/IP模型四层：
  物理层：负责通信网络收发数据包
  网络层：选择、流量控制、与网络拥塞问题，IP协议是该层核心。
  传输层：机器之间建立用于会话的端到端连接（用于数据的传输），该层的核心协议是TCP、UDP协议。
  应用层：主要为用户提供针对性的服务，该层代表性的协议有：HTTP、SMTP、FTP、TELNET。

2.MAC地址、IP地址、域名

• MAC地址
  也叫物理地址，每张网卡在生产时厂家就是固化一个48位的地址（6个字节，通常表示为12个16进制数，如：00-16-EA-AE-3C-40），此地址全世界唯一，交换机路由器以此来确认网络设备位置的位址，缺点是不方便记忆，不够灵活。
• IP地址
  IP 地址是基于逻辑的，比较灵活，不受硬件的限制，也容易记忆，方便划分子网，因此在计算机网络中表面上使用IP进行通信，目前由4个不超过255的整数组成，一般用点分十进制表示（192.168.2.180）。
  而在交换机、路由器中有张ARP表，一列记录MAC，另一列记录IP地址，通过ARP协议的RARP协议可以对IP地址和MAC地址进行转换。
• 域名
  由于普通人很难记忆大量IP地址，便有了代替IP地址的文字，但需要最终翻译成IP地址才能通信，提供翻译服务的计算机叫DNS服务器，需要在政府部分备案才能加入DNS服务器。
• ip地址的分类
  ◦A类：第一个二进制位必须是0
  0.0.0.0~127.255.255.255
  ◦B类：前两位的二进制位必须是10
  128.0.0.0~191.255.255.255
  ◦C类：前三位的二进制位必须是110
  192.0.0.0~223.255.255.255
  ◦D类：前四位的二进制位必须是1110
  224.0.0.0~239.255.255.255
  ◦E类：前四位的二进制位必须是1111
  240.0.0.0~255.255.255.255

3.公有IP和私有IP

• 公有ip：在网络服务提供商登记过的ip地址叫公有ip
• 私有ip：由一此公司或组织自己分配的，不能在网络公开直接访问的ip。

4.子网掩码和网络地址

  由4个不超过255的整数组成，一般用点分十进制表示
  子网掩码＆ip地址 ＝ 网络地址，如果两人个ip地址的网络地址相同，那么说明它们在同一个子网内，就可以直接通信而不需要路由。

5.网关地址

  负责子网出口的计算机，一般由路由器担任（路由器就是一台具有路由功能的计算

6.端口号

  操作系统为需要通信的进程分配一个独一无二的编号，端口号可能确定与哪个进程来通信。
　　1～1024基本上已经被操作系统占用，一般编程要使用1024以上的，http：80、ftp：21、telnet：23、ssh：22

二、网络通信的基本概念

1.TCP通信协议

TCP (Transmission Control Protocol, 传输控制协议) 面向连接的服务，相当于打电话。

2.UDP通信协议

UDP (User Datagram Protocol, 用户数据报文协议) 面向无连接的服务，相当于发短信。

	UDP	TCP
是否连接	无连接	面向连接
是否可靠	不可靠传输，不使用流量控制和拥塞控制	可靠传输，使用流量控制和拥塞控制
连接对象个数	支持一对一，一对多，多对一和多对多交互通信	只能是一对一
传输方式	面向报文	面向字节流
适用场景	适用于实时应用(IP电话、视频会议、直播等)	适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输

3.总结

TCP向上层提供面向连接的可靠服务 ，UDP向上层提供无连接不可靠服务。
虽然 UDP 并没有 TCP 传输来的准确，但是也能在很多实时性要求高的地方有所作为。
对数据准确性要求高，速度可以相对较慢的，可以选用TCP。

了解TCP安全可靠的原因
1、建立连接时的三次握手
2、断开连接时的四次挥手
3、数据检验
4、超时重传