网络的初识

网络的发展

最早的计算机都是独立工作的，计算机之间无法方便地交换数据。后来，为了实现资源共享和信息传输，人们开始将多台计算机连接起来，计算机网络也因此逐渐出现。

随着网络技术不断发展，网络规模越来越大，从最开始的小范围计算机互联，逐渐发展成局域网、互联网，再到如今的移动互联网和物联网。

简单来说，网络的发展过程可以概括为：

单台计算机 → 多台计算机互联 → 局域网 → 互联网 → 移动互联网与物联网

网络学习中的常见术语

局域网和广域网

局域网（LAN）：指范围比较小的网络，比如一个家庭、一个教室、一个公司内部的网络。

广域网（WAN）：指范围更大的网络，可以跨城市、跨地区甚至跨国家。我们平时说的互联网，就属于一个超大规模的广域网络。

路由器和交换机

路由器：主要连接不同网络的设备

交换机：主要连接同一个网络中的设备

IP地址和端口号

IP地址：用来找到网络中的某一台设备，可以理解为设备在网络中的“地址”

端口号：主要用来识别设备上的应用程序，每个应用程序的端口号是不同的，一般是程序员一开始在编写的时候定义的，或者是系统自动分配

协议

在网络通信中会有很多的协议，协议就相当于是一种约定

就比如网络中用高低电压来表示1和0；光纤的不同频率表示1和0，这都属于是协议，也就是一种提起说好的约定，由于网络通信有很多部分，很复杂，所以如果我使用一整个协议来规定，会显的很不方便，很臃肿，所以程序员想到了对协议进行了分层，上层协议调用下层协议，下层协议给上层协议通过方法，这样就可以降低网络设计的复杂度，让每一层各司其职，方便开发、维护和升级。

具体的协议分层主要有两种，一种是OSI七层网络协议，还有一种是TCP/IP五层网络协议（在我们实际使用当中只会是后一种五层网络协议）

TCP/IP五层网络协议

五元组：

在这个协议中，我们用五元组来标识一个网络通信

1，源IP：标识源主机

2，源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程

3，目的IP：标识目的主机

4，目的端口号：标识目的主机中该次通信接收数据的进程

5，协议号：标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式

我再以文字版的形式来简单介绍一下各个层

五层：

应用层：决定了应用程序如何使用，就好比比可以决定用纸巾用来擦桌子还是用来擦手

传输层：决定了数据传输的起点和终点（不关心中间的过程）

网络层：决定了数据传输的路线，就好比你买快递是从杭州到昆明的，网络层就决定你从杭州到昆明市怎样走，是途径哪个省之类的

数据链路层：负责相邻节点之间的具体传输，这个就好比说两个小段之间该怎么运输，怎么走

物理层：基于硬件层面的了，就好比你是开大货车运输还是小电瓶运输

网络数据传输的具体流程：

具体就是封装和分用

我们就拿发一条微信消息来说

经过这一系列的过程，数据也才刚刚“离开家门”

对方是怎么样的

总体的流程简图（下来代表封装，上去代表解封装也就是分用）

简单理解一下IP地址以及mac地址

IP 地址：告诉数据最终要去哪里
        ↓

MAC 地址：负责当前这一段应该交给哪个设备

简单理解一下中间件

路由器：主要工作在数据链路层，根据 MAC 地址把数据帧转发给正确的设备。

交换机：主要工作在网络层，根据 IP 地址选择合适的路径，把数据从一个网络转发到另一个网络

所以数据传输大概是：我的电脑 → 交换机 → 路由器 → 网络 → 对方路由器/交换机 → 对方电脑

为什么要有中间件：

因为我们实际当中，不可能两台设备直接使用网线连接，所以就会有中间件

中间设备最重要的作用就是：帮助数据“找到路，并且送到正确的人手里”。

你可以把它理解成快递系统：

IP 地址 ≈ 收货地址

路由器 ≈ 各个城市之间的快递中转站

交换机 ≈ 小区里的快递分拣点

数据 ≈ 快递包裹

没有这些中间设备，两台相距很远、甚至处于不同网络中的电脑，就很难实现通信。

传输层涉及到的两种协议

TCP：有连接，可靠传输，面向字节流，全双工

UDP：无连接，无可靠传输，面向数据报，全双工

介绍一下涉及到的几个知识点

连接：这里是网络连接，是一个抽象的概念，有连接也就是保存了对方的核心信息

可靠传输：是否会产生丢包的现象，在网络传输中，丢包是很正常的现象，就好比你游戏卡掉帧一样，包也是我们网络传输的数据单位，TCP会尽可能保证我们不丢包

面向字节流：跟前面文件中说到的写文件一样，读写更加灵活

面向数据报：每一次读写都要以一个UDP数据报为单位进行

全双工：一个通信，可以进行双向传输

半双工：一个通信，只能单向传输