网络基础（一）

一.网络发展

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）:计算机数量多了，通过交换机和路由器连接在一起。

（1）路由器（Router）：是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。
（2）网络 交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接 端口，以便连接更多的计算机。

路由和交换机之间的主要区别：
一、路由器可以给你的局域网自动分配IP，虚拟拨号，就像一个交通警察，指挥着你的电脑该往哪走，你自己不用操心那么多了。交换机只是用来分配网络数据的。交换机用来共享一根网线，路由器用来共享一个IP。

二、路由器在网络层，路由器可以处理TCP/IP协议，交换机不可以，交换机在数据链路层。路由器根据IP地址寻址，交换机根据MAC地址寻址。

三、路由器可以把一个IP分配给很多个主机使用，这些主机对外只表现出一个IP。交换机可以把很多主机连起来，这些主机对外各有各的IP。

四、路由器提供防火墙的服务，具有虚拟拨号上网功能，交换机不具备这些功能。

五、集线器、交换机都是做端口扩展的，就是扩大局域网(通常都是以太网)的接入点，也就是能让局域网可以连进来更多的电脑。路由器是用来做网间连接，也就是用来连接不同的网络。交换机构成局域网，路由器构成广域网。

广域网（WAN）:将远隔千里的计算机连接在一起。
同一个网段（局域网中）两台主机可以通信。

二.网络协议

1.OSI七层模型
（1）物理层：负责光/电信号的传递方式，比如现在以太网通用的网线（双绞线）
早期以太网中采用的同轴电缆（现在主要应用于有线电视），光纤，现在的wifi无线网使用的电磁波都属于物理层的概念。
物理层的能力决定了最大传输效率，传输距离，抗干扰性等，集线器（Hub）工作在物理层信号放大。
（2）数据链路层：负责设备之间的数据帧的传送和识别，例如网卡设备的驱动，帧同步（就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始），冲突检测（如果检测到冲突就自动重发），数据差错效验等工作，有以太网，令牌环网。无限LAN等标准，交换机工作在数据链路层。
（3）网络层：负责地址管理和路由选择，列入在IP协议中，通过IP地址来标识一个主机，并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路，路由器工作在网络层。
（4）传输层：负责两台主机之间的数据传输，如传输控制协议，能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机。解决将数据传输的前提下，提供策略问题。
（5）会话层：通信管理，负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑电路），管理传输层以下的分层。
（6）表示层：设备固有数据格式和网络标准格式的转换。（接收不同表现形式的信息，如文字流，图像，信息等）
（7）应用层：负责应用程序之间的沟通，如简单电子邮件传输（SMTP），文件传输协议（FTP），网络远程访问协议（Telnet）等，我们的网络编程主要针对应用层。
2.TCP/IP五层协议

还有一个物理层，属于硬件方面（这里不做过多的说明）。
1.数据包的解包和分用：
除了顶层协议，其余大部分协议在报头中都包含如何解包和分用的字段。
（1）不同的协议层对数据包有不同的称谓。在传输层叫段，在网络层叫数据报，在链路层叫帧。
（2）应用层数据通过协议栈发到网络上时，每一个协议都要加上一个数据首部（称为封装）。
（3）数据首部中包含了一些类似于首部有多长，载荷有多长，上层协议是什么等信息。
（4）数据封装成帧之后发送到传输介质上，到达目的主机之后，每层协议在剥掉相应的首部，根据首部中的相应字段，将数据交给相应的上层协议处理。
2.数据的分用过程：
（1）根据TCP或者UDP首部的端口号进行分用
（2）根据IP首部的协议值进行分用
（3）根据以太网首部的帧类型进行分用
3.地址管理
IP地址不变，MAC地址改变
认识IP地址：
（1）IP协议有两个版本，IPV4和IPV6，没有特殊的说明，默认的就是IPV4；
（2）IP地址是在IP协议中，用来标识网络中不同主机之间的位置。
（3）对于IPV4来说，IP地址是一个4字节，32位的整数。
认识MAC地址：
（1）MAC地址用来识别数据链路层中向连的节点。
（2）长度位48位，及6个字节，一般用16进制数字加冒号的方式来表示（08:00:27:03:fb:19）
（3）在网卡出厂的时候就已经确定了，不能修改，MAC地址通常是唯一的
（虚拟机中的MAC地址不是真实的MAC地址，可能会冲突，也有些网卡支持用户的MAC地址）