初识网络原理

1、网络互连：

       将多台计算机连接在一起，完成数据共享。 数据共享本质是网络数据传输，即计算机之间通过网络来传输数据，也称为网络通信。 根据网络互连的规模不同，可以划分为局域网和广域网。

1.1 局域网

       （1）局域网是指本地，局部组建的一种私有网络。 局域网内的主机之间能方便的进行网络通信，又称为内网；局域网和局域网之间在没有连接的情况下， 是无法通信的。

       （2）局域网常见连接方式

①基于网线直连

 

②基于集线器组建

集线器：进行数据复制和信号放大，工作在物理层。

 

③基于交换机的组件

交换机：根据目标地址将数据只发给对应目标，工作在数据链路层

 

④基于交换机和路由器组建

路由器：用于完成一种寻路功能的设备，工作在网络层

 

1.2 广域网

       通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理上组成很大范围的网络，就形成了广域网。广域网内部的 局域网都属于其子网。 

2、网络通信基础

2.1 IP地址

概念： IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，IP地址用于定位主机 的网络地址。 就像我们发送快递一样，需要知道对方的收货地址，快递员才能将包裹送到目的地。

格式： IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节），如： 01100100.00000100.00000101.00000110。 通常用“点分十进制”的方式来表示，即 a.b.c.d 的形式（a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数）。如： 100.4.5.6。

特殊IP 127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试，通常是127.0.0.1 本机环回主要用于本机到本机的网络通信（系统内部为了性能，不会走网络的方式传输），对于开发网络通信的程序（即网络编程）而言，常见的开发方式都是本机到本机的网络通信。

2.2 端口号

概念： 在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简单说：端口号用于定位主机中的进程。 类似发送快递时，不光需要指定收货地址（IP地址），还需要指定收货人（端口号）。

格式： 端口号是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定一个端口号，来发送及接收网络数据。

注意事项： 一个进程可以有多个端口，一个端口只能分配给一个人。（把进程看成一个人，端口看成手机号，一个人（进程）和另一个人（进程）进行通信，需要写明手机号（端口），才能进行通信）。

2.3 协议

（1）协议，网络协议的简称，网络协议是网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵从 的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。

（2）网络协议分层

① OSI七层模型

② TCP/IP 5层协议（4层，省略了物理层）

 

a. 物理层：硬件角度保证数据转换/在网络介质中如何有效传播

b. 数据链路层：局域网内部一台主机到另一台主机的连接通信问题（冲突域、广播域）

c. 网络层：实现数据路由的功能基础上，最终实现跨局域网的主机到主机的通信问题

d. 传输层：实现主机上任意进程到另一台主机上任意进程通信的问题

e. 应用层：实现自己的业务问题（业务不同、协议不同） 

3、封装与解包（分用）

在应用层进行封装（发送数据时）与解包（接收数据时）。

（1）发送数据时要进行封装（必须携带分包和解包信息）

 （2）接收时需要进行解包/分用（根据本层控制信息） 

 

4、跨局域网的两台主机之间的通信流程

（1）长期目标与短期目标

①长期目标：最终目标

②短期目标：根据长期目标，在每个阶段计算短期目标。

（2）通信流程

把大唐、女儿国、天竺分别看成三个局域网，把城市（福州、A、1）看成主机，把人看做进程。

    首先，要实现长安到灵山（跨局域网）的通信，必须实现大唐、女儿国、天竺（局域网）之间的通信 ，要实现相邻局域网之间的通信，需要通过路由器实现。

实现过程：李世民（进程1）在长安（主机1）——>福州（主机1.1）——>五指山（路由器1，根据路由器提供的信息，找到主机2）——>城市A（主机2）——>德里（路由器2，提供信息）——> 城市1（主机3）——>灵山（主机3.1），释迦牟尼（进程2）。