网络基础

网络的起源

应用层：把抽象语言转换成编码
表示层：把编码转换成二进制
会话层：应用程序设备的会话区分 提供会话层地址，为应用程序设定规则。类似QQ号，游戏号，昵称等用来区分会话
上三层为应用程序加工处理数据—应用数据**
传输层（第四层）：分段（受到MTU的限制） 提供端口号UDP/TCP
网络层（第三层）：专门给路由器设置的一层 —Internet互联网协议 识别IP地址
数据链路层（第二层）：LLC逻辑链路控制+MAC介质访问控制
物理层（第一层）：硬件设备
下四层负责数据传输

如何把网络变大？

1.节点增加（电脑增加） —集线器（HUB）
2.增加距离—中继器（加压）—不能无限延长
集线器的缺点：1.安全不合法（容易被抓包）
2.起冲突
3.地址
4.延时
如出现问题，第一时间应该解决冲突和地址产生的问题。
地址：MAC地址（物理地址）—网卡芯片的串号，由48位二进制构成，出场烧录，全球唯一。16进制显示，MAC也是介质访问控制的缩写。
冲突：CSMA/CD载波侦多路访问、冲突检测（排队）
这里的冲突和半双工的冲突是有区别的，半双工是一个设备之间的”冲突“ 例：半双工设备（对讲机） 全双工设备（电话）
所以我们从集线器的缺点可以知道：网络增大的需求有以下几点：
1.无限的传输距离
2.完全没有冲突—所有节点可以同时收发数据
3.单播
故我们发明了电桥（交换机）所有以上也是交换机的优点。
交换机为二层设备（属于介质访问控制层）
无限传输距离的实现：交换机可以把电流转换成为二进制，把二进制转换为电流，所有无限增加交换机理论可以无限增加传输距离。
冲突的解决：交换机储存二进制，二进制之间不冲突。
单播的解决：MAC地址是二层地址，交换机看MAC，然后将与其对应的接口进行映射记录（MAC地址表）；之后查看数据中的目标MAC地址表，找到对应的接口。
1.找到记录—仅向该接口转播（单播）
2.若没有找到记录将洪泛该流量
洪泛：流量从本地进入进口外，其它所有接口复制一份
所有我们总结：希望网络变大——》无限距离、没冲突、单播——》交换机——》MAC地址——》洪泛——》洪泛的范围——》路由器——》IP——ARP——》广播——》广播域（洪泛域）
ARP：地址解析协议——通过对端的一个地址来获取对端的另一种地址。
作用：访问MAC地址
例：
小口决：我的IP和目标IP在同一网段先发ARP包，学得你的MAC 在单播。
不在一个网段时 原MAC PC0 目标MAC FA0/0(路由器接口)
传输过程中IP不变，MAC可能会变，在一个广播域中用MAC找设备，在很多个广播域中用IP找。
IP不好记所有就有了以下方式：1.软件（APP）开发商直接把IP地址写入 直接打开 不须记忆
2.直接输IP
3.DNS域名解析服务器 输域名例：www.xxxxx.com
故开始发明了服务器，服务器是大型的电脑
网络层协议：HTTP:超文本（普通文本啥都可以插入的一种超级文本）传输协议。
HTTPS:安全的超文本传输协议。
DNS:域名解析服务。
FTP:文本传输协议。
TFTP：简单的文件传输协议。
到了现在网络可以无限扩大，但是没办法保障它的质量，所有需要传输层来帮助。
传输层：负责通讯的质量。1.分段（受MTU限制）
2.端口号（TCP/UDP）
MTU:最大传输单元，默认1500字节。
端口号：区分程序 0~65535 1—1025为注明端口也叫静态端口。
1025—65535动态端口—高端。
动态端口：一般随机分配给终端设备上启动的应用程序。
静态端口：固定分配给常用使用各种服务 。
端口号的作用：用于区分终端设备的各个程序进程；区分服务器设备提供的各种服务。
TCP/UDP类似成为工人，工人价有价格差异，故TCP为比较贵的工人，UDP为便宜的工人。
UDP：用户数据报文协议——仅完成传输基础工作的协议，非面向连接的不可靠传输协议。
基础工作包括：分段和端口号
UDP报头如下：

16-bit source port(原端口号)	16-bit destination port(目标端口号)
16-bit UDPlength(包有多长)	16-bit UDP chaecksum(较验盒)

                              Data （应用层数据）

UDP:如现在有俩台电脑，一台电脑向另外一台电脑发送一个笑脸有如下操作：

首先图像笑脸为抽象语言电脑识别不了故经过应用层把抽象语言转换成编码。
在经过表示层把编码转化成电脑可以识别的二进制。
传输层： UDP 二进制 或 TCP 二进制
网络层： IP UDP 二进制
介质层： 原MAC 目标MAC IP UDP 二进制

TCP：传输控制协议——除完成传输层基础工作外，还需要保证数据传输的可靠性 面向连接的可靠传输协议。

面向连接：进行3次握手来进行通讯会话
1.请求 （例如：发消息看对面在吗）
2.应答 （例如：对方回复你的消息）
3.确认
可靠传输：有4中机制
1.确认
2.重传
3.排序
4.流控（滑动窗口）；用来平衡速度

TCP的效率没有UDP高，但是更加的可靠。

拓展——安全的概念：1.数据要加密（私密性）
2.数据要完整
3.数据要不可否认（不能被冒充）

名词补充：
封装— 数据从高层向低层加工的过程，过程中数据将不断变大，加头部
解封装– 数据从低层向高层的一个读取过程；数据将不断变小
PDU – 协议数据单元 对各层数据的单位
上三层=报文 传输层=段 网络位=包 数据链路层=帧 物理层=比特流
DNS：域名解析服务 通过域名查找对应的ip地址
ARP：地址解析协议
正向ARP：已知对端的IP地址，通过广播查询对端的MAC地址
反向ARP：已知本地或对端MAC地址，通过MAC查询IP地址
无故ARP：在使用ip地址的过程中，向外进行正向ARP，但查询的目标ip地址为本地ip地址冲突检测；（常用）