Linux_网络基础1_1

一、网络出现的背景

1.从独立模式到网络互联模式

独立模式：计算机之间相互独立

网络互联：多台计算机连接在一起，完成数据共享

局域网LAN: 计算机数量更多了, 通过交换机和路由器连接在一起。

广域网WAN: 将远隔千里的计算机都连在一起;

所谓 “局域网” 和 “广域网” 只是一个相对的概念. 比如, 我们有 “天朝特色” 的广域网, 也可以看做一个比较大的局域
网.

2.重新看待计算机结构

理解计算机通过网络互联的可能性
根据冯诺依曼：

这些设备是如何进行数据交换的？
设备和设备间一定有“线”连接起来

那么两台计算机：

多主机连接，本质上其实也是通过“线”连接起来。

主机内，“线”比较短，会有信号干扰问题。
跨主机，“线”比较长，会有可靠性，效率，寻找到对方等问题。

学习网络知识的本质：都是因为“线”变成长了。

二、网络协议意义

1.认识协议

举个例子：
现在有ABC三人，A只会说中文，B只会说英语，C既会中文也会英语。
A和B如何沟通，A和C如何沟通：

• 将汉语和英语当作“协议”
• 将聊天当作“通信”
• 将说话内容当作“数据”
  A与B语言不通无法交流，A与C协议一致，通信自如。

协议本质就是一个约定，只有都遵守协议，才能进行接下来的通信。

思考：只要通信的两台主机，约定好协议就可以了吗？
不可以，拿中文来说，许多的地方有方言，不同地域的人使用方言，是无法进行交流的，同一地域使用方言是可以交流的，虽然都约定了协议，但不统一，后来推出普通话这个协议，使得全中国的人都可以进行交流。
放在网络上就是：

• 计算机生产厂商有很多;
• 计算机操作系统, 也有很多;
• 计算机网络硬件设备, 还是有很多;

如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够相互顺畅的通信?
就需要有人站出来, 约定一个共同的标准,大家都来遵守, 这就是 网络协议;

2.网络协议

1.协议分层

软件是可以分层的，为什么要分层？
1.软件在分层的同时，也把问题归类的
2.分层的本质：软件上解耦
3.便于工程师进行软件维护
而网络本身的代码，就是层状结构！

在这个例子中, 我们的协议只有两层; 但是实际的网络通信会更加复杂, 需要分更多的层次.
分层最大的好处在于 “封装” . 面向对象例子，也就是层状结构下的网络协议，我们认为，同层协议，都可以认为在和对方直接通向，忽略底层细节。

2.OSI参考模型

OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型，是一个逻辑上的定义和规范，但是, 它既复杂又不实用; 所以我们按照TCP/IP四层模型来讲解

3.TCP/IP五层(或四层)模型

对于一台主机, 它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;
对于一台路由器, 它实现了从网络层到物理层;
对于一台交换机, 它实现了从数据链路层到物理层;
对于集线器, 它只实现了物理层;

三、网络传输的基本流程

1.网络和操作系统之间的关系

tcp/ip协议和操作系统之间的关系是：操作系统内部，有一个模块，就叫做tcp/ip协议，网络协议是隶属于OS的。

1 .体系结构直接决定，数据包在主机内进行流动的时候，一定是要进行自顶向下或者自底向上进行流动的。以前的所有的IO都是这样的。

2.同层协议都认为自己和对方直接通信
决定了每一层都要有自己的协议

3.重谈协议——计算机的视角，如何看待协议
a.体现在代码逻辑上
b.体现在数据上
为了维护协议，一定要在被传输的数据上，新增其他数据（协议数据）

2.网络传输流程图

我们把每一层要交给下一层的数据，给他添加上本层的“多出来的协议数据”——报头，拼接在原来的数据的开头。
自顶向下添加报头过程叫——封装
自底向上拆开报头的过程叫——解包

3.网络中地址管理

认识IP地址和MAC地址

假设从安徽到吉林
一般我们进行路线选择的时候，我们一般有两套地址：
1.从哪里的来，到哪里去
我是从安徽来去吉林
对应的网络就是IP地址：源IP，目的IP

2.上一站从哪里来，下一站要取哪里的，下一站由谁决定?
由目的地址决定，上一站是北京，下一站是辽宁,
对应的网络就是MAC地址：源mac地址，目标mac地址

IP地址用来在广域网（公网），标定主机的唯一性。
MAC地址，用来在局域网中，标定主机的唯一性。

4.数据包封装和分用

封装的过程：

对于每一层都有很多协议，数据包在添加报头的时候，也会考虑未来解包的时候，将自己有效载荷交付给上一层哪一个协议这个过程叫——有效载荷的分用的过程。

数据分用的过程

两个结论：
1.一般而言，任何报头属性里面，一定要存在的一些字段支持，我们进行封装和解包。
2.一般而言，任何报头属性里面，一定要存在的一些字段支持，我们进行分用！