计算机网络 - 网络中的基本概念-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了计算机网络 - 网络中的基本概念。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

前言

本篇介绍网络的一些基本概念，认识IP地址，端口号，协议；了解常用的网络协议模型，知道数据如何封装与分用的；为以后学习计算机网络其它知识做铺垫，如有错误，请在评论区指正，让我们一起交流，共同进步！

本文开始

1. 局域网与广域网

局域网：把一些设备通过交换机 / 路由器连接起来；
广域网：把许多局域网相互连接,形成很大的网络规模；

2. IP地址与端口号

IP地址：标识一台主机在互联网中的位置；
IP地址：是一个32进制数；通常用点分十进制来描述；

什么是点分十进制？
使用3个点，把IP地址分成4份，每份一个字节范围 0-255;
例如：本机地址：127.0.0.1

端口号：区分一个主机上的程序；

3. 协议

3.1 介绍协议

协议：通过一些规则与约定，让通信双方理解才能进行正常通信；
比如发送方约定发送数据的格式，接收方能够理解这个格式，双方就可以进行正常通信了；

协议不能太复杂：
面对复杂的网络环境，为了适应复杂环境，协议也会很复杂，但协议也不能太复杂，可以把协议拆分成很多份协议并把它们分类，分层(TCP/IP五层模型)使用；
【注】分类：相似的协议；分层：不同类再进行分层，约定了层与层之间的调用关系；

图示层级间协议：

层与层之间使用协议的规则：
上层协议调用只能下层协议，下层协议给上层提供支持；
【注】不能跨层调用协议；

协议分层的优点？
① 协议分层后，层次之间的耦合程度比较低；
② 方便对某一层协议进行替换；（层与层之间协议影响较低）

3.2 常见网络协议的分层

1.OSI 七层网络模型
OSI 七层协议比较复杂，不实用，所以一般都使用五层网络模型；

2.TCP / IP五层网络模型
a) 认识五层网络模型各层特点

① 应用层：关注传输的数据是什么，在哪用与应用程序之间沟通；
② 传输层：两个主机之间传输数据，只关注起点与终点，不关注中间路径；
比如：去旅行，从北京到西藏；不管中间你中间乘坐汽车，飞机，高铁等交通工具，最后到达目的地即可；
③ 网络层：负责两个节点之间路径的规划；
比如：从北京到重庆；可以走很多路径（这里只是写了3条），可以任选合适的路径；
北京 -》天津 -》南京 -》重庆
北京 -》重庆
北京 -》河北 -》重庆
④ 数据链路层：主要关注两个相邻节点之间的传输；
比如：要从北京到重庆；假设从北京到天津再到重庆；
先做高铁：北京 -》天津；再做飞机天津 -》重庆；
只关注相邻的两个节点之间的传输，传输方式可以不同（这里是先高铁再飞机）；
⑤ 物理层: 传输数据的方式；例如网络通信的设施网线，光纤等；

图示：

4. 了解数据的封装与分用

4.1 了解什么是封装，分用

封装: 发送方发送数据，需要把数据从上到下，依次交给对应的层次的协议，进行封装；
分用：接收方收到数据，需要把数据从下到上，依次交给对应层次的协议，进行解析；

前提：数据封装成应用层数据包，本质就是字符串拼接，如下图；
数据报：报头部分 + 载荷（上一层封装好的数据报，作为下一层的载荷）

【注】简单说明上述封装过程：

1.用户数据 -》应用层：
拿到用户数据，封装成应用层数据包；
2.应用层 -》传输层：
例如：使用UDP协议封装，给应用层数据报再加上UDP报头，其中包含一些重要属性例如源端口（发送方程序的端口号）和目的端口（接收方程序的端口号）；
3.传输层 -》网络层：
再给上述UDP数据报加上 IP协议的报头，包含源IP 和目的IP等属性；
4.网络层 -》数据链路层：
给IP数据报加上以太网帧头和帧尾；
以太网帧头包含主要属性：源mac 和目的mac地址；
mac ：用来描述数据链路层中，两个相邻节点的传输；-》是动态的可以变化的；（每次走两个相邻节点，源mac与目的mac都会改变地址，直到最后到达目的IP）
5.数据链路层：
通过网络设备，把二进制0101等转换为电信号 / 光信号传输；

发送时候封装：从上到下，新增报头；
接收时候解析：从下到上，去掉报头；- 分用

分用与封装相反，就是把上述图从下到上，去掉报头；
分用过程：

1.信号 -》物理层：
物理设备完成：收到电信号、光信号等对信号解析，还原为二进制序列；
2.物理层 -》数据链路层：
把上述还原的二进制序列当成一个以太网数据帧；去掉帧头帧尾，把载荷交给网络层；
以太网数据帧头中有一个消息类型，从而找到网络层的ip协议；
3.数据链路层 -》网络层：
IP协议解析数据报：去掉IP报头，取载荷交给传输层；
ip数据报，报头中有标识传输层使用的那个协议，从而找到传输层；
4.网络层 -》传输层：
UDP解析，去掉报头，载荷交给应用层；
使用端口号找到应用程序；
5.传输层 -》应用层
程序解析应用层数据报，显示在界面中；