Linux网络基础

        从本篇开始将进入介绍 Linux 中的网络知识，本篇是先对网络中的一些基础概念做介绍。

        其中主要介绍了 OSI 七层协议（TCP/IP 五层协议），以及网络传输的流程，其中主要介绍了局域网传输和广域网（跨网络）传输，其中很重要的一点是关于数据包的封装和分用，最后介绍了关于端口号和 socket，得出了网络间通信的本质是进程间通信。

目录

网络协议

1. OSI 七层模型

2. TCP/IP 五层协议

再识协议

1. 为什么会有 TCP/IP 协议

2. 系统上的 TCP/IP 协议

网络传输基本流程

1. 局域网通信原理

2. 数据包的封装和分用

跨网络传输流程

端口号/socket

1. 端口号

2. socket

        早期使用计算机的人群大多都是做实验的科学家，当在一台计算机中运行的数据想要传递个另一台计算机的时候，就需要使用软盘拷贝过去，不过这种方式也不是很方便，所以这就促使了通信的发展，一开始全球各地的实验室都在开发属于自己的通信方式，但是随着时间的流逝，现在留存下来的通信方式都是经过各种竞争保留下来的较好的网络通信方式（计算机作为人的工具，人要协同工作，注定了网络的产生）。

        其中网络分为局域网和广域网：

        局域网：计算机的数量太多通过交换机和路由器连接在一起网络；        

        广域网：通过多个路由器相互连接起来的网络。

        当然，所谓的局域网和广域网都只是一个相对的概念。

网络协议

        协议通常来说是一种约定，比如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。

        但是对于网络通信这样复杂的体系，就需要规定更加细致的规定，让需要通信的所有人都遵守约定。所以这个时候就需要有人站出来制定一个大家都遵守的共同标准，这就是网络协议。（一般具有制定协议或者标准的资格的组织或者公司都必须是业内公认或者具有一定地位的组织或公司）

1. OSI 七层模型

        协议本质也是软件，在设计上为了更好的进行模块化，解耦合，也是被设计成为层状结构。就比如我们平时打电话通信过程，表面上电话双方是直接的进行通信，实际上是一方的手机将声音转换成数据流然后通过通信设备将数据传递到另一方的手机上。

        其中网络协议的分层结构就为 OSI 七层模型：

        OSI 七层网络模型称为开放式系统互联网参考模型，是一个逻辑上的定义和规范。

        把网络从逻辑上分为了 7 层，每层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器、交换机。

        OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，其主要功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。

        其最大优点就是将服务、接口和协议这三个概念明确的区分开来，概念清楚，理论也比较完整，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通信。

        但是对于 OSI 模型的七层协议而言，在实际的实现中只能实现五层，其中有三层只能实现在一层。

        OSI 七层模型如下：

2. TCP/IP 五层协议

        TCP/IP 是一组协议的代名词，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，如下：

        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。

        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。

        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)工作在网路层。

        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