总结网络中的一些基本概念

目录

⽹络通信基础

IP地址

端⼝号

认识协议

协议分层

封装和分用 

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⽹络通信基础

⽹络互连的⽬的是进⾏⽹络通信，也即是⽹络数据传输，更具体⼀点，是⽹络主机中的不同进程间， 基于⽹络传输数据。 那么，在组建的⽹络中，如何判断到底是从哪台主机，将数据传输到那台主机呢？这就需要使⽤IP地 址来标识

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。

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, 也就是用来区分一个主机中应用程序。

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。

问题：

有了IP地址和端⼝号，可以定位到⽹络中唯⼀的⼀个进程，但还存在⼀个问题，⽹络通信是基于⼆进 制0/1数据来传输，如何告诉对⽅发送的数据是什么样的呢？ ⽹络通信传输的数据类型可能有多种：图⽚，视频，⽂本等。同⼀个类型的数据，格式可能也不同， 如发送⼀个⽂本字符串“你好！”如何标识发送的数据是⽂本类型，及⽂本的编码格式呢？ 基于⽹络数据传输，需要使⽤协议来规定双⽅的数据格式。

认识协议

概念

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。 协议（protocol）最终体现为在⽹络上传输的数据包的格式。

作⽤

为什么需要协议？

就好⽐⻅⽹友，彼此协商胸⼝插⽀玫瑰花⻅⾯，这就是⼀种提前的约定，也可以称之为协议。

计算机之间的传输媒介是光信号和电信号。通过"频率"和"强弱"来表⽰0和1这样的信息。要想传递 各种不同的信息，就需要约定好双⽅的数据格式。

• 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；

协议分层

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。

分层的作⽤

为什么需要⽹络协议的分层？ 分层最⼤的好处，类似于⾯向接⼝编程：定义好两层间的接⼝规范，让双⽅遵循这个规范来对接。 在代码中，类似于定义好⼀个接⼝，⼀⽅为接⼝的实现类（提供⽅，提供服务），⼀⽅为接⼝的使⽤ 类（使⽤⽅，使⽤服务）.

• 对于使⽤⽅来说，并不关⼼提供⽅是如何实现的，只需要使⽤接⼝即可

• 对于提供⽅来说，利⽤封装的特性，隐藏了实现的细节，只需要开放接⼝即可。

OSI 七层模型既复杂⼜不实⽤：所以OSI七层模型没有落地、实现。也就不想写了。

TCP/IP五层（或四层）模型

TCP/IP是⼀组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。

TCP/IP通讯协议采⽤了5层的层级结构，每⼀层都呼叫它的下⼀层所提供的⽹络来完成⾃⼰的需求。

• 应⽤层：负责应⽤程序间沟通，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就是针对应⽤层。

• 传输层：负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议(TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发 送到⽬标主机。

• ⽹络层：负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中，通过IP地址来标识⼀台主机，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）。路由器（Router）⼯作在⽹络层。

• 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)、数据差错校验等⼯作。 有以太⽹、令牌环⽹，⽆线LAN等标准。交换机（Switch）⼯作在数据链路层。

• 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)、早期以太⽹采⽤的的同 轴电缆(现在主要⽤于有线电视)、光纤，现在的wifi⽆线⽹使⽤电磁波等都属于物理层的概念。物理 层的能⼒决定了最⼤传输速率、传输距离、抗⼲扰性等。集线器（Hub）⼯作在物理层。 

 

封装和分用