socket之网络基础

1、OSI七层协议

#1、OSI七层协议
五层协议
    应用层
    传输层
    网络层
    数据链路层
    物理层

协议：规定数据的组织格式
    格式：头部+数据部分

    封包裹的过程：数据外加头
    拆包裹的过程：拆掉头获取数据

2、五层协议

#2、五层协议
计算机1：                            计算机2：

应用层                               应用层
传输层                               传输层
网络层                               网络层
数据链路层                            数据链路层
物理层  <===========交互机===========> 物理层
                                     0101010101010

（源mac地址，xxxx）（源ip地址，目标ip地址）数据
（源mac地址，网关的mac地址）（172.16.10.10/24，101.100.200.11/10）数据


事先知道的是对方的ip地址
但是计算机的底层通信是基于ethernet以太网协议的mac地址通信

ARP：
所以必须能够将ip地址解析成mac地址

3，协议详解

#2.1 物理层负责发送电信号
一组物理层数据称之为：位
单纯的电信号毫无意义，必须对其进行分组


#2.2 数据链路层：ethernet以太网协议
规定1：一组数据称之为一个数据帧
规定2：数据帧分成两部分=》头+数据
    头包含：源地址与目标地址，该地址是mac地址
    数据包含：包含的是网络层发过来的整体的内容

规定3：规定但凡接入互联网的主机必须有一块网卡，每块网卡在出厂时都烧制好一个全世界独一无二的地址，该地址称之为mac地址

注意：计算机通信基本靠吼，即以太网协议的工作方式是广播



#2.3 网络层：IP协议
要达到的目的：
划分广播域
每一个广播域但凡要接通外部，一定要有一个网关帮内部的计算机转发包到公网
网关与外界通信走的是路由协议

规定1：一组数据称之为一个数据包
规定2：数据帧分成两部分=》头+数据
    头包含：源地址与目标地址，该地址是IP地址
    数据包含的：传输层发过来的整体的内容




ipv4地址：
8bit.8bit.8bit.8bit

0.0.0.0
255.255.255.255

子网掩码：
8bit.8bit.8bit.8bit

255.255.255.0对应的二进制表达
11111111.11111111.11111111.00000000

一个合法的ipv4地址组成部分=ip地址/子网掩码地址
172.16.10.1/255.255.255.0
172.16.10.1/24


计算机1：
172.16.10.1：     10101100.00010000.00001010.000000001
255255.255.255.0: 11111111.11111111.11111111.000000000
172.16.10.0:      10101100.00010000.00001010.000000000


计算机2：
172.16.10.2：      10101100.00010000.00001010.000000010
255.255.255.255.0: 11111111.11111111.11111111.000000000
172.16.10.0:       10101100.00010000.00001010.000000000




# 两台计算机在同一个局域网内
计算机1：172.16.10.10/24             直接              计算机2：172.16.10.11/24
ARP：
自己的ip，对方的ip
1、计算二者网络地址，如果一样，拿到计算机2的mac地址就可以了
2、发送广播包
发送端mac  FF:FF:FF:FF:FF:FF   172.16.10.10/24 172.16.10.11/24 数据



# 两台计算机不在同一个局域网内

计算机1：172.16.10.10/24                  网关           计算机2：101.100.200.11/10
ARP：
自己的ip，对方的ip
1、计算机二者网络地址，如果不一样，应该拿到网关的mac地址
2、发送广播包
发送端mac  FF:FF:FF:FF:FF:FF   172.16.10.10/24 172.16.10.1/24  数据


ip地址+mac地址=》标识全世界范围内独一无二的一台计算机

或者：
ip地址=》标识全世界范围内独一无二的一台计算机

4，tcp详解

五层协议
计算机1：                            计算机2：

应用层                               应用层    ---> http/https/ftp协议

socket                              socket

传输层               段               传输层       ---> tcp/udp协议
网络层               包               网络层       ---> ip，arp协议-----> 够将ip地址解析成mac地址
数据链路层            帧               数据链路层    ---> mac地址
物理层  <===========交互机===========> 物理层


客户端软件send             服务端软件recv
操作系统                   操作系统
计算机硬件<====物理介质=====>计算机硬件



ethernet头+ip头+tcp头+应用层的头+应用层数据

#一：传输层 tcp\udp=》基于端口
    端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口
    ip+port=》标识全世界范围内独一无二的一个基于网络通信的应用程序


    基于tcp协议通信之前：必须建立一个双向通信的链接
    C-------------------->S
    C<--------------------S

    三次握手建立链接：
        建立链接是为了传数据做准备的，三次握手即可

    四次挥手断开链接
        断开链接时，由于链接内有数据传输，所以必须分四次断开

    tcp是可靠传输的
        发送数据必须等到对方确认后才算完成，才会将自己内存中的数据清理掉，否则重传

        ps：
            建立连接时，服务端大量RCVD，要不洪水攻击/要不高并发（高并发的情况可以打开半链接池，只接受客户端请求，没有数据）
            四次握手，当服务端大量处于TIME_WAIT状态时意味着服务端正在经历高并发


    tcp协议的半连接池：
        backlog
        [链接请求1,链接请求2,链接请求3,链接请求5]---》 当处理链接请求5时，链接请求5从backlog移除，再新进一个请求
        半链接池只是原理上说得通对洪水攻击没有用，backlog是系统上一部分内存给backlog




#二：应用层：
    可以自定义协议=》头部+数据部分
        自定义协议需要注意的问题：
        1、两大组成部分=头部+数据部分
            头部：放对数据的描述信息
                比如：数据要发给谁，数据的类型，数据的长度
            数据部分：想要发的数据

        2、头部的长度必须固定
            因为接收端要通过头部获取所接接收数据的详细信息
    http https ftp