網絡協議--通訊協議

網絡協議|通訊協議

最近在學習與思考，有哪些東西是學習了受益長久的呢？
我想到了，也能夠作了，答案在結束語中~

前言

目前全部的文章思想格式都是:知識+情感。
知識:對於全部的知識點的描述。力求不含任何的自我感情色彩。
情感:用我本身的方式，解讀知識點。力求通俗易懂，完美透析知識。

正文

全部的協議都須要具有協議的三要素。
因爲網絡協議，只是列舉出知識點來，顯然沒有味道，因此，我採用問題與答案的方式。

協議的三要素

• 語法，就是這一段內容要符合必定的規則和格式。
  • 例如，括號要成對，結束要使用分號等。
• 語義，就是這一段內容要表明某種意義。
  • 例如數字減去數字是有意義的，數字減去文本通常來講就沒有意義。
• 順序，就是先幹啥，後幹啥。
  • 例如，能夠先加上某個數值，而後再減去某個數值。

注意: 協議的三要素能夠保證人與計算機的交流沒有障礙~

網絡協議的由來

問題：懂得了計算機與人之間的協議，明白了協議是幹什麼，怎麼控制多臺機器呢？

解答：經過協議只能搞定一臺機器，想要控制多臺機器，必須經過網絡協議，纔可讓多臺機器互相協做，共同完成一件事。

網絡協議初探

問題：瀏覽器怎麼顯示頁面數據的嗎？

解答：瀏覽器能夠顯示頁面，經過的正是網絡協議。接下來看看看整個過程：

1）瀏覽器輸入URL：www.baidu.com

2）瀏覽器只知道域名，並不知道訪問的IP與端口。

​ a：此時會先在本身的主機DNS緩存表hosts文件中尋找是否有域名解析的IP地址，

​ b：若是沒找到，就會去local DNS服務器尋找；

​ c：若是沒找到，就會去根域名服務器尋找；

​ d：若是沒找到，就回去頂級域名服務器尋找；

​ e：若是沒找到，就回去二級域名服務器尋找（這裏必定能夠找到，要是尚未找到，表示就沒有住註冊這個域名）

​ f：只要找到了，首先會將相應的域名與 IP的對應信息緩存在 local DMS服務器中，方便下次尋找；

​ g：只要找到了，其次會將相應的域名與 IP的對應信息緩存在 hosts 文件中，方便下次尋找；

​ h：此時瀏覽器就知道了該訪問域名對應的IP地址。

​ g：通常服務器的端口默認的是80端口（這個80端口屬於公網端口，不是本身想改就能夠改的，就不能改！！！）

3）基於已經得到IP信息，瀏覽器就會開始打包請求信息，此時能夠得到使用http/https封裝數據的報文。DNS、HTTP、HTTPS屬於應用層，或者五層。此時封裝的數據是請求的信息，不包含ip與端口。

​ a：對於通常的請求，一般使用http 協議；

​ b：對於支付等請求，使用https協議。

4）四層，即傳輸層，接受來自應用層的數據包，經過socket編程進行打包。此時會加上目標端口信息與源端口（自身檢測端口）。操做系統每每經過端口來判斷，它獲得的包應該給哪一個進程。傳輸層存在兩種協議：

​ a：TCP，面向鏈接的協議，通常都是採用這種方式

​ b：UDP，無鏈接協議，在探測請求經過的路由時，使用udp。

5）三層，即網絡層，接受來自傳輸層的數據包。經過IP協議，添加目標IP信息與源IP信息。操做系統會針對當前的目標IP進行相應的判斷。

6）二層，即數據鏈路層，接受來自網絡層的數據包。封裝目標/網關的Mac地址與主機Mac地址。

​ a：當目標IP與本機屬於同一個局域網的時候，直接就會直接使用ARP協議，廣播方式，經過吼的方式得到目標ip主機 的MAC地址。進行數據報的封裝。

​ b：當目標IP與本機不屬於同一個局域網的時候，直接就會直接使用ARP協議，廣播方式，經過吼的方式得到當前網關（通常爲192.168.1.1/24） 的MAC地址。進行數據報的封裝。

​ c：在本機操做系統啓動的時候，會被DHCP協議配置IP地址，子網掩碼，默認網關信息。

7）物理層，接受來自數據鏈路層的數據包，使用網卡將包轉成二進制發出去。

8-1）若是是當前局域網，目標主機直接就接收到了請求的信息。

8-2）若是不是當前局域網，數據會到達網關，網關會取出Mac地址，再取出IP頭，查一下表表，看下發到哪個位置。
通常網關就是路由器，屬於3層設備，而且路由器之間會相互溝通，去哪裏須要怎麼走，使用的是OSPF與BGP的路由協議。
此時繼續使用ARP呼叫另外一個局域網的網關，獲取他的Mac地址，而且將當前數據報的Mac地址換爲目標網關的Mac地址。

9）目標網關獲取數據包，取下Mac頭，取下ip頭，就是當前的局域網，此時使用ARP協議呼叫目標ip主機，請求Mac信息，再將Mac頭換爲目標主機的mac頭。

10）此時目標服務器主機獲取了包，取下Mac頭，取下ip頭，將包交給TCP層，會有相應的進程監聽請求的端口。此時先進行一個回覆包操做，說明這個其你去我收到了，你等着個人消息吧！

​ a：若是本機一直沒有等到服務器主機返回的信息，那麼此時TCP會從新發送 一次，一直等到收到了回覆爲止。不須要本身從新刷新頁面，自動操做。

​ b：當TCP出問題了，此時瀏覽器的應用層從新發送請求。

​ c：目標服務器，通常都會有一個相似於 Tomcat的接待員，將請求的處理信息，分發給對應的處理進程，並收集處理的結果。使用RPC調用便可實現，基於 HTTP 協議放在 HTTP 的報文裏面的，有直接封裝在 TCP 報文裏面的遠程過程調用。

11）目標服務器將請求處理結束以後，從新封裝數據包，只是將源ip與目標ip進行互換，源Mac與目標Mac互換。

12）經歷漫長的路途，本機得到了請求的數據，瀏覽器會將得到響應數據進行渲染展現，

詳解網絡分層

問題：你們都知道網絡是分層的，可是爲何要分層嗎？

解答：網絡分層，屬於分而治之的思想，每一層各司其職。接下來看看，每一層都是怎麼工做的。

1）當網絡包通過網口的時候，若是網口配置的是混雜模式，會將全部的數據包 都拿進來處理

2）當得到了網絡上的數據包，先拿下來mac看看是否是本身主機的，

​ a：mac不是本身主機的，直接丟棄

​ b：Mac是 本身主機的，就送到三層處理

3）三層，即網絡層，看到了二層送上來的包，拿下ip頭看看是否是主機ip的，

​ a：ip不是本身主機的，將數據轉發出去（這就是mac衝突的問題）

​ b：ip是 本身主機的，就送到四層處理

4）四層，即傳輸層，看看是TCP仍是UDP協議，若是這是一個tcp，正常包就直接給監聽端口的進程，若是是發起或者 應答包，此時主機須要回覆一個收到的包的確認消息。

5）五層，即應用層，將包在不一樣的進程中進行相應的處理。

6）若是應用層繼續請求數據，就一層層的封裝數據，發送出去。

網絡層與層之間的關係

問題：網絡中不論是7層仍是5層，又或者是4層，每一層與上一層和下一層之間的關係是什麼？

回答：網絡分層中，下一層，會將接受到，來自上一層數據包進行封裝。上一層，會未來自下一層的數據包進行解包。
每一層都只在本身本層的工做以內活動。

​ 只要是在網絡上跑的包，都是完整的。能夠有下層沒上層，絕對不可能有上層沒下層。

​ 全部在網絡上的包，必需要有IP層與MAC層的封裝，否則數據包發佈出去。

問題：在網絡傳輸的中，頂層在傳輸的時候，底層又都在幹什麼？

回答：只要上層要發包，下層就要幹活，須要封裝IP與mac才能夠將數據包從網口發出去。

結束語

網絡協議算是我以爲，做爲一個準備奮戰在一線編程世界，或者做爲一個技術人員，必需要掌握的能力，只惋惜本身領悟的時間太遲了!
可是，總歸本身走出了第一步，而且還會一直走下去~