2023.08.14——网络

 一、网络、通信、网络通信的定义

1.网络：计算机或网络设备通过有形的线缆，无线设备连接起来，按照一定的规则进行连接，通信的集合

2.通信：人与人，人与物，物与物之间通过某种媒介和行为进行的信息传递与交流。有来有往，一发一回，这才是通信

3.网络通信：终端设备之间通过计算机网络进行的通信

二、OSI模型

（一）分层的思想

分层的核心：方便管理，定位故障。把复杂的流程简单化

（二）分层

顺序：应用层➡物理层

层级：物理层是第一层，应用层是第七层

1.应用层：人机交互界面。某一个系统应用程序窗口   （以百度为例 www.baidu.com）

2.表示层：翻译（把人类语言翻译成计算机语言，让计算机识别； 计算机语言都是二进制0 1）；安全加密以及数据压缩

3.会话层：我要访问百度，先和百度建立会话关系。会话属于软件层面。可以允许不同设备之间不同用户建立会话关系

4.传输层：端口通信。以相同的协议进行通信。指定软件之间的端口一致的通信方式

(TCP/UDP端口)

5.网络层：IP地址。计算机之间通信的唯一标识就是IP地址。网络层选择最佳路径的方式找到通信另一方，进行数据包传输

（1）数据包

（2）最佳路径选择

（3）转发

举例：路由器、防火墙

6.数据链路层：网卡设备、交换机。把数据变成数据帧。

7.物理层：数据编程信号传输——BIT流  网卡

补充：

1.逆向的过程：数据到达对方主机之后，会从 物理层➡数据链路层➡网络层➡传输层➡会话层➡表示层➡应用层（www.baidu.com)

2.端到端通信：端口到端口（传输层是典型的端到端通信）

3.点到点通信：主机与主机（网络层及以下都是点到点通信）

三、TCP/IP模型

TCP：传输协议

IP： 网际协议

（一）发展历程

早期的模型是四层（网络接口层、互联网层、传输层、应用层）➡引用了OSI模型➡现在的五层协议

一系列的协议集合：TCP/IP簇

 （二）TCP/IP协议的组成

（1）应用层：

1. http（超文本传输协议；默认端口：80）[https:超文本传输协议加密；默认端口：443]
2. ftp    (文件传输协议；默认端口：22）；
3. DNS（域名解析）

超文本传输协议：传输静态页面，网页

ftp：传送文件

（2)传输层：

1. tcp（传输控制协议（比udp更安全）；安全，可靠，稳定，传输速度慢）；
2. udp（用户数据报协议；传输速度快但是不安全）[主要用于直播、流媒体]

(3)网络层：

1. ip（网际协议）；
2. ARP（地址解析协议；把ip地址转化成mac地址。在第一次获取到ip地址对应的mac（设备地址）地址之后，会保存一段时间(一般300s)，下次请求可以直接查询ARP缓存，节约资源）；
3. ICMP（网际控制报文协议；ping测试主机之间、路由器之间网络通不通，主机是否可达，路由器是否可用的协议）；
4. RARP（逆地址解析协议）；
5. IGMP（网际组管理协议）

(4)数据链路层：

没有任何特定协议。支持所有标准的，专用的协议

(5)物理层：

没有任何特定协议。支持所有标准的，专用的协议

（TCP/IP五层协议实际上只有三层：应用层；网络层；传输层）

四、数据封装过程（重点内容）

传输层TCP头部：传输协议（tcp/udp）

IP头部：源IP地址＆目标IP地址（有来有往）

MAC头部：源mac地址＆目的mac地址

      192.168.233.10---172.168.233.10

      IP地址和MAC地址之间的映射关系

      192.168.233.10  F4-89-00-32

      192.168.233.10

      172.168.233.10  FF-FF-FF-FF

数据封装：

1. 应用层：“你好”被翻译成二进制-----会话，建立会话关系
2. 传输层：加上协议（tcp/udp；端口号80/443）
3. 网络层：tcp头部，IP头部（源IP地址＆目的IP地址）
4. 数据链路层：在tcp头部和IP头部的基础之上，再加MAC头部（源MAC地址＆目的MAC地址）
5. 物理层：开始解封装

解封装：

1. 数据链路层：脱去MAC头部
2. 网络层：脱去IP头部
3. 传输层：脱去TCP头部
4. 应用层：翻译，解析

传输层：数据段

网络层：数据包

数据链路层：数据帧

物理层：比特流

补充：设备与层的对应关系 

补充：

物理拓扑：设备之间的链接关系

报文：协议数据单元（根据什么传输协议分成的最小数据单元，就是报文）

数据头部：区分应用程序，找到数据接收者

数据尾部：确保数据完整

MAC地址：设备的全球唯一编号