2、计基（小白自学笔记）-网络通信的整个流程

目录

1、网络通信的原理：

2、OSI七层协议：（互联网模型按照不同功能分为这几层）

3、计算机间交互的过程/原理：

3.1基于集线器的广播通报：

3.2改进：基于ip地址、交换机和路由器

3.3中心过程示意如下：

4、OSI七层模型（详解）

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1、网络通信的原理：

电脑之间的最终通信和交流是依靠电信号，因此用户发送的消息/用户的操作需要通过一系列可以被电脑识别的固定格式（/统一标准）转化为电信号，这一系列固定格式（/标准）就是“互联网协议”（Internet Protocol Suite)；

互联网协议的功能：定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准。

2、OSI七层协议：（互联网模型按照不同功能分为这几层）

3、计算机间交互的过程/原理：

3.1基于集线器的广播通报：

为了实现多台电脑的交互，“集线器”应运而生。所有电脑都插到集线器上。每台电脑出场时都设置了mac地址（由6位的16进制数组成，全球唯一），印在网卡上，类似于“身份证”。当其中一台电脑（A)与另一台（B）交互时，就需要带上对方的mac地址和自己的“源mac地址”。

集线器依靠“广播”的工作方式：电脑A发送消息给集线器，集线器发送给所有其他的电脑，所有接受到信息的电脑将比对mac地址，目标mac不是自己就会忽略，而电脑B比对上了，就会把该信息解析处理，B给A回信息时候，会将A上一条信息的源mac地址作为自己发送信息的目标mac地址。由此完成一场完整的网络交互过程。

（物理地址即无线网卡的mac地址，不重复、全球唯一）

下图分别是十进制、二进制，和16进制数范围（三者之间均可按照某种计算方式来互相转换）。

3.2改进：基于ip地址、交换机和路由器

基于集线器的广播通报方式容易造成网络堵塞（广播风暴），因此开始划分广播域（对于多个不同的集线器，划分属于自己的广播域）。

但mac地址根据厂商编号和生产流水号来制作，很难统一，也很难区分不同的广播域，于是用IP地址来区分。

IP地址：（数据范围）0.0.0.0—255.255.255.255；

二进制11111111对应255，00000000对应0；一个八位数二进制数据可以有2^8=256个(0~255)表示；那么0.0.0.0—255.255.255.255这一数据范围可以表示（2^8)^4=2^32=4294967296个数据。

将集线器升级为交换机：交换机具有DHCP功能，可以自动分发IP地址。

电脑向别的域的电脑交互时需要通过自己域的交换机和对方域的交换机进行交互，而交换机之间的交互又通过路由器进行。路由器管理交换机。

IP地址用于划分“广播域”，也用于定位。电脑就通过IP地址来互相找到。发送信息时，就需要带上：目标IP地址、自己的IP地址、mac地址（没有对方的mac就带上自己的mac）。如：111.33.22.x（x=0~255)就是一个IP地址段。

路由器记录着交换机的IP地址段。交换机根据路由器传递信息的IP地址段自行匹配，然后再由交换机下面的电脑对应匹配。

交换机有arp协议（一种数据格式），arp协议会发送arp广播数据包给下面的电脑，电脑就会把自己的mac地址发给交换机，交换机就会有一个缓存表，表上记录着下辖电脑的mac与IP地址对应关系。

ip地址：ipv4（上面说的那种ip地址）、ipv6(8位16进制数，则远超ipv4的数据范围）。

IANA机构分配ip地址，发现ipv4不够用，于是生产ipv6地址。最终：ip地址按照公网ip和私网ip来分，路由器分公网ip地址，是唯一的，而下辖的电脑分私网ip地址，不唯一，私网ip不能上网，必须通过路由器公网ip来上网。也即，想传出去的信息必须通过路由器往外分发。路由器有“NAT网络地址转换”功能，可以将私网ip转换为公网ip，就可以上网了。并且，用户输入的域名通过DNS解析转换为公网ip地址后方可找到对应的主机；公网互找时候，是通过多个路由器的跳转最终找到（路由跳转）；找到目标电脑对应的程序还需要通过加上对应程序的端口号port。

3.3中心过程示意如下：

4、TCP/IP五层/OSI七层模型（详解）

对所发送信息的数据包进行层层封装：

1~物理层：解决信号转换的问题，基本都是数字信号；

2~数据链路层：所有网卡出厂时都烧制有全球唯一的mac地址（入网许可证），该层主要为了在数据包中加入mac地址；

3~网络层：往数据包中加入ip地址（按照ip协议）；

4~传输层：加UDP\TCP头和（程序）端口号port。有两种发送数据包的方式/传输方式：TCP和UDP（两种不同的协议），适用于不同的场景，选择哪一个由开发者设定；

 

5~应用层（会话层、表示层、应用层）：规定应用程序的数据格式。

   会话层：发送一个探测数据包，探测双方网络能否互通，控制会话的建立和断开；

   表示层：描述文本的类型（图片、文本、视频等格式），进行数据加密、数据格式的声明；

   应用层：各类APP、浏览器等。

（发送信息：对数据层层封装，上图左侧由上至下；接收信息：对数据层层解封，上图右侧由下至上层层对应去找）

（注：笔记来源于up主“黑客吴-”的b站课程：【B站最值得收藏的计算机网络基础课程，一周精通，少走万里弯路！网络直通车，全程干货！】 https://www.bilibili.com/video/BV1DAyAYCE4M/?p=3&share_source=copy_web&vd_source=aa39275a0dee0301507951d7e95177c6）

详细知识可以参考原作大佬的博客：

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