基礎 網絡架構 網絡硬件名詞 網絡通訊協議

網絡架構

• C\S架構:客戶端服務端架構

  客戶端(client) : 享受服務端提供的服務

  服務端(server) : 給客戶端提供服務

  • 軟件CS架構: 京東,淘寶,qq,微信,暴風影音,快播 硬件CS架構: 打印機

• B\S 瀏覽器和服務端 B(browser)

  • 谷歌,360,IE

     

名詞 硬件

網絡通訊當中遇到的名詞 硬件

 網卡:  接收電信號
 mac地址: 網卡的惟一標識,全球惟一, 6位點分16進制 8C-EC-4B-87-99-D7 16進制的6個數表示,前三位廠商    編號,後三位生產流水號
   
 廣播 : 信息發給全部人
 單播 : 單獨發給某我的或者說某個設備
 廣播風暴 : 不安全,容易擁堵網絡
 IP地址 : 劃分廣播域
           192.168.15.113 四個點分十進制
           IPv4 :  
           IPv6 : 6個冒號分十六進制
           IPv6 地址: fe80::48c3:8f81:8474:c7d0%2
    
 集線器 : 將全部連電腦連通起來
 交換機 : 升級版集線器
 DHCP協議 : 自動分配IP地址
 劃分廣播域--> IP網段 : 192.168.15.0 - 192.168.15.255 屬於同一子網
        192.168.16.0 - 192.168.16.255
 子網掩碼 : 計算目標IP地址是否和我們是同一網段
  同一網段的:廣播發送
  不一樣網段的:發送給路由器
  255.255.255.0,
   例外一個班的同窗的IP地址爲:192.168.14.12
   192.168.14.12
   255.255.255.0
   
   11000000.10101000.00001110.00001100
   11111111.11111111.11111111.00000000
   11000000.10101000.00001110.00000000
   192.168.14.0
   計算是否屬於同一網段
   屬於同一個網段的,咱們成爲屬於同一子網
 
 路由器(內網的做用) : 管理局域網 鏈接外網
 
 找外部網路的設備:
 
  域名:www.jd.com --> IP地址
  DNS服務器:記錄着全部的域名和他網站對應的那臺服務器的IP地址的對應關係,理解爲一個字典
   {'www.jd.com':192.168.15.12}
   
  網關:在路由器這兒,把關你對外的請求
  NAT技術: 將你的IP地址,轉換爲網關的IP地址
  外網又稱爲公網 ,網關的IP地址又稱爲外網IP地址或者公網IP地址
  
  路由器(外網的做用) : 轉發消息
  路由協議 : 計算一個最優路徑,而後進行路由轉發
  發到京東的路由器上,京東的路由器作了端口映射(看圖)
  
 端口:標識電腦上某個應用程序,範圍0-65535 0-1024 內部程序用的,咱們通常使用的都是8000之後的
 
 經過IP地址+端口:我就能惟一肯定一臺電腦上的某個應用程序

網絡通訊協議

應用層：

• HTTP（Hypertext Transfer Protocol 超文本傳輸協議，顯示網頁）

• DNS（Domain Name System）域名系統

• FTP（File Transfer Protocol）文件傳出協議

• SFTP（SSH File Transfer Protocol，和FTP不同）安全文件傳送協議

• SCP（Secure copy，based on SSH）SCP是智能網的核心部件，通常由小型機、高性能微機和大型實時高速數據庫組成。

• SSH （Secure Shell）

通訊層：

• TCP（Transmission Control Protocol 三次握手傳輸協議）

• UDP

網絡層：

• IP（Internet Protocol）

• ICMP（Internet Control Message Protocol，主要用於路由發送錯誤報告）

鏈路層：

• MAC（media access control）

tcp\ip五層
 arp協議:經過IP地址找到mac地址

OSI 協議

博客資料： http://www.javashuo.com/article/p-touxjwsr-gx.html

互聯網的本質就是一系列的網絡協議，這個協議就叫OSI協議（一系列協議），按照功能不一樣，分工不一樣，人爲的分層七層。實際上這個七層是不存在的。沒有這七層的概念，只是人爲的劃分而已。

• 七層劃分爲(osi七層)：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。

• 五層劃分爲(tcp/ip五層) : 應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。

• 四層劃分爲：應用層、傳輸層、網絡層、網絡接口層。

每層中的 設備：

每層中的做用：

• 應用層：

  提供應用程序間的通訊， 應用層是實際應用程序間的接口

• 表示層：

  處理數據格式，數據 加密 解密 壓縮 解壓縮 像應用層提供數據 負責數據轉換和代碼格式化

• 會話層：

  創建維護和管理會話，將不一樣的應用程序數據分離

• 傳輸層：

  創建主機端到端的連接，提供流量控制，差錯校驗，分片上層數據，保證數據正確傳輸

  端口範圍 0 - 65535 0-1024 爲系統佔用 通常使用 8000 以上

• 網絡層：

  IP地址尋址 和 路由選擇 定義網絡地址 路由選擇

• 數據鏈路層：

  介質訪問，鏈路管理，mac 地址尋址

• 物理層：

  規範介質，傳輸bit流

OSI中的層	功能	TCP/IP協議族
應用層	文件傳輸，電子郵件，文件服務，虛擬終端	TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet
表示層	數據格式化，代碼轉換，數據加密	沒有協議
會話層	解除或創建與別的接點的聯繫	沒有協議
傳輸層	提供端對端的接口	TCP，UDP
網絡層	爲數據包選擇路由	IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
數據鏈路層	傳輸有地址的幀以及錯誤檢測功能	SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU
物理層	以二進制數據形式在物理媒體上傳輸數據	ISO2110，IEEE802，IEEE802.2

詳細解釋

物理層：

• 字面意思解釋：物理傳輸、硬件、物理特性。在深圳的你與北京的朋友聊天，你的電腦必需要能上網，物理體現是什麼？是否是接一根網線，插個路由器，北京的朋友那邊是否是也有根網線，也得插個路由器。也就是說計算機與計算機之間的通訊，必需要有底層物理層方面的連通，就相似於你打電話，中間是否是必須得連電話線。

• 中間的物理連接能夠是光纜、電纜、雙絞線、無線電波。中間傳的是電信號，即010101...這些二進制位。

• 底層傳輸的010010101001...要讓這些010010101001...有意思，人爲的分組再適合不過了，8位一組，發送及接收都按照8位一組來劃分。接收到8位爲一組的話，那麼就能夠按照這8位數來作運算。若是沒有分組，對方接收的計算機根本就不知道從哪一位開始來作計算，也解析不了收到的數據。我發了16位你就按照16位來作計算嗎？我發100位你就按照100位作計算嗎？沒什麼意義是吧。所以要想讓底層的電信號有意義，必需要把底層的電信號作分組。我作好8位一組，那麼我收到數據，我就知道這幾個8位作一組，這幾個8位作一組。那麼每一個8位就能夠獲得一個肯定的數。分組是誰幹的活呢？物理層幹不了，這個是數據鏈路層乾的。

數據鏈路層：

• 早期的時候，數據鏈路層就是來對電信號來作分組的。之前每一個公司都有本身的分組方式，很是的亂，後來造成了統一的標準（標準就是協議），即以太網協議Ethernet。

• Ethernet規定

  一組電信號稱之爲一個數據包，或者叫作一個「幀」

  每一數據幀分紅：報頭head和數據data兩部分

  • head包含：（固定18個字節）

    發送者（源地址，6個字節） 接收者（目標地址，6個字節） 數據類型（6個字節）

  • data包含：（最短46字節，最長1500字節）

• 數據包的具體內容

  head長度+data長度=最短64字節，最長1518字節，超過最大限制就分片發送。

  這就像寫信，發送者的地址（源地址）就是你家的地址，接收者地址（目標地址）就是對方的收信地址，你家的路由器就至關於郵局。其實在計算機通訊中的源地址和目標地址指的是mac地址。

• Mac地址的由來：

  head中包含的源和目標地址由來：Ethernet規定接入Internet的設備都必須具有網卡，發送端的和接收端的地址即是指網卡的地址，即Mac地址。

  每塊網卡出廠時都被燒錄上一個實際上惟一的Mac地址，長度爲48位2進制，一般由12位16進制數表示，（前六位是廠商編碼，後六位是流水線號）

   

• 有了mac地址之後，計算機就能夠通訊了，假設一個教室就是一個局域網（隔離的網絡），這個教室裏面有幾臺計算機，計算機的通訊和人的通訊是一個道理，把教室裏面的人都比做一個個計算機，假設教室裏面的人都是瞎子，其實計算機就是瞎子的，計算機通訊基本靠吼，如今我要找教室裏面的飛哥要戰狼2的片，而後我就吼一聲，說我要找飛哥要戰狼2的片，戰狼2的片就屬於個人數據，可是我在發的時候我是否是要標識我是誰，我要找誰，我是誰就是個人mac地址，我要找誰就是飛哥的mac地址，這兩個地址作數據包的頭部，再加上數據戰狼2的片就構成了一個數據幀。

   

• 這個數據包封裝好之後就往外發，到物理層之後就所有轉成二級制，往外發是怎麼發的呢？就是靠吼。即「我是Edison，我找飛哥要戰狼2的片」。這麼吼了一嗓子之後，全屋子的人都能聽到，這就是廣播。

  計算機底層，只要在一個教室裏（一個局域網），都是靠廣播的方式，吼。

   

• 局域網的理解：什麼是互聯網，互聯網就是由一個個局域網組成，局域網內的計算機不論是對內仍是對外都是靠吼，這就是數據鏈路層的工做方式-----廣播。

  廣播出去之後，全部人都聽得見，全部人都會拆開這個包，讀發送者是誰，接收者是誰，只要接收者不是本身就丟棄掉。對計算機來講，它會看本身的Mac地址，飛哥收到之後，他就會把片發給我，發送回來一樣採用廣播的方式了，靠吼。

  同一個教室（同一個局域網）的計算機靠吼來通訊，那不一樣教室的計算機又如何？

  好比說局域網1的pc1與局域網2的pc10如何通訊？你在教室1（局域網1）吼，教室2（局域網2）的人確定是聽不見的。這就是跨網絡進行通訊，數據鏈路層就解決不了這個問題了，這就得靠網絡層出面了。

   

• 在講網絡層以前，其實基於廣播的這種通訊就能夠實現全世界通訊了，你吼一聲，若是全世界是一個局域網，全世界的計算機確定能夠聽得見，從理論上彷佛行得通，若是全世界的計算機都在吼，你想想，這是否是一個災難。所以，全世界不能是一個局域網。因而就有了網絡層。

網絡層：

• 網絡層定義了一個IP協議，

  你想，我是這個教室的一個學生，我想找隔壁教室一個叫老王的學生，我也不認識老王，那怎麼辦，我吼？老王在另一個教室確定是聽不到的。找教室的負責人，這個教室的負責人就負責和隔壁教室的負責人說話，說咱們教室的有個學生要找大家教室的老王。往外傳的東西交給負責人就能夠了，內部的話上面已經提到，經過廣播的方式，對外的東西廣播失效。教室的負責人就是網關，網關即網絡關口的意思。

• Mac地址是用來標識你這個教室的某個位置，IP地址是用來標識你在哪一個教室（哪一個局域網）。你要跨網絡發包你是否是要知道對方的IP地址，好比你要訪問百度，你確定得知道百度服務器的IP地址。計算機在發包前，會判斷你在哪一個教室，對方在哪一個教室，若是在一個教室，基於mac地址的廣播發包就OK了；若是不在一個教室，即跨網絡發包，那麼就會把你的包交給教室負責人（網關）來轉發。Mac地址及IP地址惟一標識了你在互聯網中的位置。

  數據鏈路層中會把網絡層的數據包封裝到數數據鏈路層的數據位置，而後再添加上本身的包頭，再發給物理層，物理層發給網關，網關再發給對方教室的網關，對方教室的網關收到後在那個教室作廣播。

  在數據鏈路層看，數據封裝了兩層，跟玩俄羅斯套娃有點相似，一層套了一層。

  如今來看另外一個問題，在吼以前怎麼知道對方的Mac地址？這就得靠ARP協議。

• ARP協議的由來：在你找飛哥要片以前，你的先幹一件事，想辦法知道飛哥的Mac地址。即你的機器必須先發一個ARP包出去，ARP也是靠廣播的方式發，ARP發送廣播包的方式以下：

• 局域網中怎麼獲取對方的Mac地址：

  確定要知道對方的IP地址，這是最基本的，就像你要訪問百度，確定得知道百度的域名，域名就是百度的IP地址。本身的IP能夠輕鬆得到，本身的Mac也輕鬆獲取，目標Mac爲16個F，咱們叫廣播地址，表達的意思是我想要獲取這個目標IP地址172.16.10.11的機器的Mac地址。Mac爲16個F表明的是一種功能，這個功能就是獲取對方的MAC地址，計算機的Mac永遠不多是16個F。假設是在本教室廣播，一嗓子吼出去了，全部人開始解包，只有IP地址是172.16.10.11的這我的纔會返回他的Mac地址，其餘人所有丟棄。發回來源Mac改爲飛哥本身的Mac地址，同時把飛哥的Mac地址放在數據部分。

   

  跨網絡怎麼獲取對方的Mac地址：

  經過IP地址區分，計算機運算判斷出飛哥不在同一個教室，目標IP就變成了網關的IP了。網關的IP在計算機上配死了，能夠輕鬆獲取。

  樣網關就會把它的Mac地址返回給你，而後正常發包

  網關幫你去找飛哥，但對用戶來講，咱們根本就感受不到網關的存在。

傳輸層

• 傳輸層的由來：網絡層的ip幫咱們區分子網，以太網層的mac幫咱們找到主機，而後你們使用的都是應用程序，你的電腦上可能同時開啓qq，暴風影音，等多個應用程序，

  那麼咱們經過ip和mac找到了一臺特定的主機，如何標識這臺主機上的應用程序，答案就是端口，端口即應用程序與網卡關聯的編號。

  傳輸層功能：創建端口到端口的通訊

  補充：端口範圍0-65535，0-1023爲系統佔用端口

  tcp協議：

  • 可靠傳輸，TCP數據包沒有長度限制，理論上能夠無限長，可是爲了保證網絡的效率，一般TCP數據包的長度不會超過IP數據包的長度，以確保單個TCP數據包沒必要再分割。

  • 以太網頭 ip 頭               tcp頭               數據                                                  

  udp協議：

  • 不可靠傳輸，」報頭」部分一共只有8個字節，總長度不超過65,535字節，正好放進一個IP數據包。

  • 以太網頭 ip頭               udp頭              數據            

應用層

• 應用層由來：用戶使用的都是應用程序，均工做於應用層，互聯網是開發的，你們均可以開發本身的應用程序，數據多種多樣，必須規定好數據的組織形式 。

  應用層功能：規定應用程序的數據格式。

  例：TCP協議能夠爲各類各樣的程序傳遞數據，好比Email、WWW、FTP等等。那麼，必須有不一樣協議規定電子郵件、網頁、FTP數據的格式，這些應用程序協議就構成了」應用層」。

 

三次握手

• 用戶發出連接請求， 服務端確承認以進行連接 並返回響應，用戶端發出連接請求

四次揮手

• 用戶發出請求斷開的請求，服務端返回須要等待完成後續的工做 響應，再次返回 能夠斷開連接的響應，用戶發出正式斷開連接的請求

tcp和udp的區別

tcp協議:面向鏈接,消息可靠,相對udp來說,傳輸速度慢,消息是面向流的,無消息保護邊界0 ​ udp協議:面向無鏈接,消息不可靠,傳輸速度快,消息是面向包的,有消息保護邊界.

socket 是在應用層 跟傳輸層之間 的 一個抽象層