Linux--网络基础(1)--0211 12

1.网络传输基本流程

1.1 同一个网段内的两台主机进行文件传输

局域网中的两态主机是可以直接通信的。（手机和电视链接同一个wifi就可以投屏）

从逻辑上讲，应用层的数据可以直接给另一个人的应用层。

从物理上讲，应用的数据需要自顶向下，通过  传递给对方，在从自底向上传递给应用层。

那数据如何从上到下传递数据呢？

每层都有自己的协议定制方案，每层协议都要有自己的协议报头。

从上到下交付数据的时候，要添加报头。从下到上递交数据的时候，要去掉报头。

（卖家发快递需要填一个快递单，这个单子是给快递行业看的，买家收快递的时候只需要报手机尾号）

协议报头：当上层把数据交给下层时，下层也是有自己的协议的。下层需要结合本层的协议，在数据上增添一部分报头数据，以供对方的同层协议未来解包和对属性做提取。

本质就是收到的数据中多出来的那部分，就叫协议报头。

同层都认为自己在逻辑上和对方直接通信

局域网通信：

假设在一片局域网中，有A B C D四个主机，假设A要给D发送信息。相当于开麦当着所有人的面说话，但是每个主机都有自己的主机名，B C拿自己的主机名和A发送信息的目标主机名做对比。如果不符，直接丢弃掉报文。

如果AD通讯之间，B一直发消息，就会导致AD通讯收到影响，称为数据碰撞。

1.2 跨网段的主机的文件传输

查看mac地址和ip地址

ifconfig 命令

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数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器.

由于二者不再同一局域网，拿到mac地址(以太地址)没有用，需要拿到IP地址。

类似于

 IP地址：目的地和起始地 

mac地址：路途的当前地址和下一站的地址（下一站的地址是受目的地影响的）

 发现在IP层以上，认为IP地址总是不变的。

结论：在使用TCP/IP协议的网络中，IP及其往上的协议，看到的报文都是一样的。

2. 数据包封装和分用

• 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。
• 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。
• 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。

每一个协议都要考虑，且都有一定的方式解决1.报文的如何解包。2.决定有效载荷交付给上层的哪一个协议。这两个问题

3.网络中的地址管理

IP地址

IP协议有两个版本, IPv4和IPv6

• P地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址;
• 对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数;
• 我们通常也使用 "点分十进制" 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255

MAC地址

• MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
• 长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
• 在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址)

4. 端口号

IP地址(公网地址)，标定了主机的唯一性。有了IP地址，就可以将数据发送到对方的机器上。但是把数据推送到对方的机器是目的吗？真正的网络间通信，本质上是进程间通信，将数据在主机间转发仅仅是手段，机器收到之后还是要把数据交给相关的进程做处理。

但是操作系统怎么知道当前这个数据要交给哪一个进程呢？

端口号(port)是传输层协议的内容

• 端口号是一个2字节16位的整数;
• 端口号用来标识一个进程, 告诉操作系统, 当前的这个数据要交给哪一个进程来处理;
• IP地址 + 端口号能够标识网络上的某一台主机的某一个进程;
• 一个端口号只能被一个进程占用

 传输层协议(TCP和UDP)的数据段中有两个端口号, 分别叫做源端口号和目的端口号. 就是在描述 "数据是谁发的, 要发给谁";

5. 网络字节序

网络规定使用大端字节序。为了方便同样代码的大小端机器上编译后都能正常运行，可以调用一下库函数。

#include 
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

h代表host，主机之意。n表示network,网络。l表示32位长整数，s表示16位短整数。

例如htonl表示将32位的长整数从主机字节序转换为网络字节序,例如将IP地址转换后准备发送
如果主机是小端字节序,这些函数将参数做相应的大小端转换然后返回;
如果主机是大端字节序,这些 函数不做转换,将参数原封不动地返回。