初识网络原理

局域?LAN

局域?，即Local Area Network，简称LAN。
Local即标识了局域?是本地，局部组建的?种私有?络。
局域?内的主机之间能?便的进??络通信，?称为内?；局域?和局域?之间在没有连接的情况
下，是?法通信的。
局域?组建?络的?式有很多种：

（1）基于网线直连

（2）基于集线器组建

（3）基于交换机组建

（4）基于交换机和路由器组建

?域网WAN

?域?，即Wide Area Network，简称WAN。
通过路由器，将多个局域?连接起来，在物理上组成很?范围的?络，就形成了?域?。?域?内部的局域?都属于其??。

如果有北、中、南等分公司，甚?海外分公司，把这些分公司以专线?式连接起来，即称为“?域?”。
如果属于全球化的公共型?域?，则称为互联?（?称公?，外?），属于?域?的?个?集。
有时在不严格的环境下说的?域?，其实是指互联?。
所谓"局域?"和"?域?"只是?个相对的概念。?如，我们有"天朝特?"的?域?，也可以看做?个?较?的局域?

?络通信基础

?络互连的?的是进??络通信，也即是?络数据传输，更具体?点，是?络主机中的不同进程间，基于?络传输数据。
那么，在组建的?络中，如何判断到底是从哪台主机，将数据传输到那台主机呢？这就需要使?IP地址来标识。

IP地址

概念
IP地址主要?于标识?络主机、其他?络设备（如路由器）的?络地址。简单说，IP地址?于定位主机的?络地址。
就像我们发送快递?样，需要知道对?的收货地址，快递员才能将包裹送到?的地。
格式
IP地址是?个32位的?进制数，通常被分割为4个“8位?进制数”（也就是4个字节），如：01100100.00000100.00000101.00000110。
通常?“点分?进制”的?式来表?，即a.b.c.d的形式（a,b,c,d都是0~255之间的?进制整数）。如：100.4.5.6。

端?号

概念
在?络通信中，IP地址?于标识主机?络地址，端?号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。
简单说：端?号?于定位主机中的进程。
类似发送快递时，不光需要指定收货地址（IP地址），还需要指定收货?（端?号）。
格式
端?号是0~65535范围的数字，在?络通信中，进程可以通过绑定?个端?号，来发送及接收?络数据。

问题：
有了IP地址和端?号，可以定位到?络中唯?的?个进程，但还存在?个问题，?络通信是基于?进制0/1数据来传输，如何告诉对?发送的数据是什么样的呢？
?络通信传输的数据类型可能有多种：图?，视频，?本等。同?个类型的数据，格式可能也不同，如发送?个?本字符串“你好！”：如何标识发送的数据是?本类型，及?本的编码格式呢？
基于?络数据传输，需要使?协议来规定双?的数据格式。

认识协议

概念
协议，?络协议的简称，?络协议是?络通信（即?络数据传输）经过的所有?络设备都必须共同遵从的?组约定、规则。如怎么样建?连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。
协议（protocol）最终体现为在?络上传输的数据包的格式。
作用
为什么需要协议？
就好???友，彼此协商胸?插?玫瑰花??，这就是?种提前的约定，也可以称之为协议。

计算机之间的传输媒介是光信号和电信号。通过"频率"和"强弱"来表?0和1这样的信息。要想传递各种不同的信息，就需要约定好双?的数据格式。
? 计算机?产?商有很多；
? 计算机操作系统，也有很多；
? 计算机?络硬件设备，还是有很多；
如何让这些不同?商之间?产的计算机能够相互顺畅的通信?
就需要有?站出来，约定?个共同的标准，?家都来遵守，这就是?络协议；

五元组

在TCP/IP协议中，?五元组来标识?个?络通信：

1. 源IP：标识源主机
2. 源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程
3. 目的IP：标识?的主机
4. 目的端口号：标识?的主机中该次通信接收数据的进程
5. 协议号：标识发送进程和接收进程双?约定的数据格式

协议分层

对于?络协议来说，往往分成?个层次进?定义。
分层的作用
为什么需要?络协议的分层？
分层最?的好处，类似于?向接?编程：定义好两层间的接?规范，让双?遵循这个规范来对接。
在代码中，类似于定义好?个接?，??为接?的实现类（提供?，提供服务），??为接?的使?
类（使??，使?服务）：
? 对于使??来说，并不关?提供?是如何实现的，只需要使?接?即可
? 对于提供?来说，利?封装的特性，隐藏了实现的细节，只需要开放接?即可。

OSI七层模型

OSI：即Open System Interconnection，开放系统互连
? OSI七层?络模型是?个逻辑上的定义和规范：把?络从逻辑上分为了7层。
? OSI 七层模型是?种框架性的设计?法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传
输；
OSI七层模型划分为以下七层：

OSI七层模型既复杂?不实?：所以OSI七层模型没有落地、实现。
实际组建?络时，只是以OSI七层模型设计中的部分分层，也即是以下TCP/IP五层（或四层）模型来实现。

TCP/IP五层（或四层）模型

TCP/IP是?组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。
TCP/IP通讯协议采?了5层的层级结构，每?层都呼叫它的下?层所提供的?络来完成??的需求。

? 应用层：负责应?程序间沟通，如简单电?邮件传输（SMTP）、?件传输协议（FTP）、?络远程访问协议（Telnet）等。我们的?络编程主要就是针对应?层。

? 传输层：负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议(TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发送到?标主机。

? ?络层：负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中，通过IP地址来标识?台主机，并通过路由表的?式规划出两台主机之间的数据传输的线路（路由）。路由器（Router）?作在?路层。

? 数据链路层：负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如?卡设备的驱动、帧同步(就是说从?线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就?动重发)、数据差错校验等?作。有以太?、令牌环?，?线LAN等标准。交换机（Switch）?作在数据链路层。

? 物理层：负责光/电信号的传递?式。?如现在以太?通?的?线(双绞线)、早期以太?采?的的同轴电缆(现在主要?于有线电视)、光纤，现在的wifi?线?使?电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能?决定了最?传输速率、传输距离、抗?扰性等。集线器（Hub）?作在物理层。

?络设备所在分层

? 对于?台主机，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容，也即是TCP/IP五层模型的下四层；
? 对于?台路由器，它实现了从?络层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下三层；
? 对于?台交换机，它实现了从数据链路层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下两层；
? 对于集线器，它只实现了物理层；
注意我们这?说的是传统意义上的交换机和路由器，也称为?层交换机（?作在TCP/IP五层模型的下两层）、三层路由器（?作在TCP/IP五层模型的下三层）。
随着现在?络设备技术的不断发展，也出现了很多3层或4层交换机，4层路由器。我们以下说的络设备都是传统意义上的交换机和路由器。

?络分层对应

?络数据传输时，经过不同的?络节点（主机、路由器）时，?络分层需要对应。以下为同?个?段内的两台主机进??件传输：

封装和分用

? 不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在?络层叫做数据报
(datagram)，在链路层叫做帧(frame)。
? 应?层数据通过协议栈发到?络上时，每层协议都要加上?个数据?部(header)，称为封装
(Encapsulation)。
? ?部信息中包含了?些类似于?部有多?，载荷(payload)有多?，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?的主机后每层协议再剥掉相应的?部，根据?部中的"上
层协议字段"将数据交给对应的上层协议处理。
下图为数据封装的过程