1. 計算機網路背景

1.1 網路發展

1.2 認識 "協議"

2. 網路協議初識

2.1 協議分層

2.2 TCP/IP五層(或四層)模型

3. 網路傳輸基本流程

3.1 網路傳輸流程圖

3.2 資料包封裝和分用

3.2.1 資料包封裝

3.2.2 資料包分用

4. 網路中的地址管理

4.1 認識IP地址

4.2 認識MAC地址

1. 計算機網路背景

1.1 網路發展

獨立模式: 計算機之間相互獨立

網路互聯: 多臺計算機連接在一起, 完成資料共享

局域網LAN: 計算機數量更多了, 通過交換機和路由器連接在一起

廣域網WAN: 將遠隔千里的計算機都連在一起

所謂 "局域網" 和 "廣域網" 只是一個相對的概念. 比如, 我們有 "天朝特色" 的廣域網, 也可以看做一個比較大的局域網

1.2 認識 "協議"

"協議" 是一種約定

2. 網路協議初識

2.1 協議分層

由于任意兩個主機之間都需要通信.所有主機之間都得遵守同一份協議,才能彼此溝通~~

網路通信要規定的細節是非常多的.如果把這些細節都放到一個協議里,這個協議就會非常復雜

把不同的細節由不同的協議規定~~于是就有了很多協議

又根據協議的功能型別,把這些協議分成了"協議族/協議堆疊"

打電話例子：

在這個例子中, 我們的協議只有兩層; 但是實際的網路通信會更加復雜, 需要分更多的層次. 分層最大的好處在于 "封裝"

2.2 TCP/IP五層(或四層)模型

TCP/IP是一組協議的代名詞，它還包括許多協議，組成了TCP/IP協議簇

TCP/IP通訊協議采用了5層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網路來完成自己的需求

物理層: 負責光/電信號的傳遞方式. 物理層的能力決定了最大傳輸速率、傳輸距離、抗干擾性等. 集線器(Hub)作業在物理層

資料鏈路層: 負責設備之間的資料幀的傳送和識別. 有以太網、令牌環網, 無線LAN等標準. 交換機(Switch)作業在資料鏈路層

網路層: 負責地址管理和路由選擇. 路由器(Router)作業在網路層

傳輸層: 負責兩臺主機之間的資料傳輸

應用層: 負責應用程式間溝通，我們的網路編程主要就是針對應用層

一般而言

對于一臺主機, 它的作業系統內核實作了從傳輸層到物理層的內容

對于一臺路由器, 它實作了從網路層到物理層

對于一臺交換機, 它實作了從資料鏈路層到物理層

對于集線器, 它只實作了物理層

淘寶買東西快遞例子：

3. 網路傳輸基本流程

3.1 網路傳輸流程圖

兩臺計算機通過tcp/ip協議通訊程序如下：

跨網段的主機的檔案傳輸. 資料從一臺計算機到另一臺計算機傳輸程序中要經過一個或多個路由器

3.2 資料包封裝和分用

不同的協議層對資料包有不同的稱謂,在傳輸層叫欄位(segment),在網路層叫做資料報 (datagram),在鏈路層叫做幀(frame)

應用層資料通過協議堆疊發到網路上時,每層協議都要加上一個資料首部(header),稱為封裝 (Encapsulation)

首部資訊中包含了一些類似于首部有多長, 載荷(payload)有多長, 上層協議是什么等資訊

資料封裝成幀后發到傳輸介質上,到達目的主機后每層協議再剝掉相應的首部, 根據首部中的 "上層協議欄位" 將資料交給對應的上層協議處理

3.2.1 資料包封裝

下圖為資料封裝的程序：

1. 應用層：

2. 傳輸層

3. 網路層

4. 資料鏈路層

5. 物理層

3.2.2 資料包分用

下圖為資料分用的程序：

1. 物理層

2. 資料鏈路層

3. 網路層

4. 傳輸層

5. 應用層

協議分層意義就是為了能夠降低模塊之間的耦合,降低人們的使用和學習成本,并且可以靈活替換

封裝分用~協議之間如何進行配合

4. 網路中的地址管理

4.1 認識IP地址

IP協議有兩個版本, IPv4和IPv6. 凡是提到IP協議, 沒有特殊說明的, 默認都是指IPv4

IP地址是在IP協議中, 用來標識網路中不同主機的地址

對于IPv4來說, IP地址是一個4位元組, 32位的整數

我們通常也使用 "點分十進制" 的字串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用點分割的每一個數字表示一個位元組, 范圍是 0 - 255

4.2 認識MAC地址

MAC地址用來識別資料鏈路層中相連的節點

長度為48位, 及6個位元組. 一般用16進制數字加上冒號的形式來表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)

在網卡出廠時就確定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虛擬機中的mac地址不是真實的 mac地址, 可能會沖突; 也有些網卡支持用戶配置mac地址)