如今使用过计算机的人们都接触过网络，但是网络究竟是什么，计算机又是怎样通过网络来进行互相之间通信的，这还需要我们深入了解。
目录
网络发展
初识协议
什么是协议
为什么需要协议？
网络协议初识
协议分层
为什么网络协议要分层呢？
OSI七层模型
TCP/IP五层(四层)模型
网络传输基本流程
协议报头
局域网
局域网通信过程
跨网络通信
数据包的封装和分用
数据包封装和分用的过程
封装过程
分用过程
网络中的地址管理
网络发展
最开始的时候，每一台计算机相互之间都是独立的，若是想互相通信或者共享数据，需要有人参与，通过一些二进制纸条，或者光盘，磁带之类的物品，将数据录入到上面，然后才能让另一个计算机读取上面的信息。
二进制纸条
但是有人参与的活动导致计算机通信很慢，而且远程通信成本很高，因而出现了网络。
比如这样，通过一个服务器使得多台计算机可以数据共享。
局域网LAN: 或者通过交换机和路由器，使得计算机可以远距离通信。
广域网LAN:可以将远隔千里的计算机都链接在一起：
这里的局域网和广域网实际上都差不多，广域网相当于一个更大的局域网。
初识协议
什么是协议
协议在日常生活中有许多，用一句话概括就是：协议是一种约定；
为什么需要协议？
想象一个场景，当两个人面对面说话时，可以很轻松的进行通信。
但是当两个人距离拉开的时候，就会有各种各样的问题导致难以通信。
若是相隔距离过远，再想通信就只能跑过去重新面对面才能通信，这样成本就太高了。
于是这两个人就可以互相之间约定好用其他方式来进行通信，比如打电话，写信，做暗号。
这样就约定好一个协议了。
而协议，就是为了减少通信的成本而存在的
而计算机之间是通过使用光信号或者电信号来通信的，想要使得计算机之间成功通信，就必须约定好不同的信息应该使用怎样的格式来表达，于是协议就产生了。
但是，两台主机只要约定好协议就可以成功通信了吗？
这不尽然，我们知道，计算机的生厂商有很多，计算机操作系统有很多，而厂商内部的计算机可以只用一个协议就能通信，但是厂商与厂商之间的计算机就不能成功通信了。
于是就需要有一个标准，让大家都遵守，这就是网络协议。
网络协议初识
协议分层
网络协议是分层的，那么什么是分层呢？举一个列子：
像我们打电话，我们和电话对面的人都是默认使用汉语说话，这就是一层语言层。
而电话机则是另一层，通信设备层。
为什么网络协议要分层呢？
网络协议分层的原因：
a. 软件层面的优势——低耦合
b.有些模块功能比较集中，耦合度比较高，这些模块放一层——高内聚
c.每一层都有需要解决的特定问题
而网络协议分层的原因就在其中，首先就是低耦合问题；
每一层都有自己特定的功能，最需要低耦合的就是其中应用层了。
应用层管理着针对不同应用的协议，如果没有分层，那么若是有新的应用协议出世，就要更新整个计算机，而有分层则只用针对应用层进行更新。
而分层的依据就是看哪些模块功能是否集中了，将功能集中的模块放在同一层。
其中每一层都要解决特定的问题。
特定问题
a.如何交付数据给下一台主机
b.如何选择去往下一台主机的路径
c.出现了错误应该如何纠错
d.解决应用方面的能力
OSI七层模型
当我们明白为什么网络需要进行分层后，我们就可以了解网络协议的标准模型了，其中一个就是OSI七层模型。
OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型；
称为开放式系统互联参考模型， 是一个逻辑上的定义和规范；
是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输;
顾名思义，OSI七层模型将网络协议定为了七层，每一层都有对应的物理硬件，如交换机，路由器。
它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，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讯；
那么这七层是哪七层呢？
OSI将网络协议分为这七层，每一层都有不同的功能。
不过OSI七层模型虽然十分精细，但是它在实际的工程实践中并不常用。
接下来我们了解另外一个模型——TCP/IP五层（四层）模型
TCP/IP五层(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
物理层：负责光/电信号的传送
数据链路层：负责设备之间数据帧的传送和识别
网络层：负责地址管理和路由选择
传输层：负责两台主机之间的数据传输
应用层：负责应用程序之间的沟通
对于一台主机而言，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层
对于路由器而言，它实现了从网络层到物理层
对于一台交换机而言，它实现了从链路层到物理层
对于一台集线器而言，它只实现了物理层
网络传输基本流程
想要了解网络传输的基本流程，先得明白一个概念——协议报头。
协议报头
每一层都有协议，而每一层协议的最终表现就是报头，每一层协议都是通过协议报头进行表达的。
就好比网购，我们不仅会收到产品，也会收到快递单等一些我们并没有购买的东西。
虽然这些快递单对我们没有用，但是对于快递公司来说，却是十分重要的，若是没有快递单，那么快递公司送快递的工作就会十分麻烦。
而报头则在网络传输中起着快递单的作用，不同的协议报头都需要对应的协议才能识别。
局域网
我们都知道，在局域网中的两台主机可以直接通信，而局域网通信是通过什么来辨别不同主机的呢？
实际上，局域网通信是通过网卡上的MAC地址来辨别不同主机的。
那么局域网内部通信过程是怎样的呢？
局域网通信过程
假设局域网内有多台主机，其中主机A要对主机B发送数据。
当主机A在局域网中发送一条信息后，实际上在局域网内部的所有主机都会收到这条信息。
但是所有主机都会根据MAC地址识别这条信息是发给哪台主机的，又是从哪里发出来的，因而只有B能成功收到这条信息。
但是B只要收到了信息就能够直接读取吗？其实并非如此。
当主机A发送数据时，计算机会从上往下根据每一层的协议给数据添加报头，然后放在以太网上。
然后通过MAC地址找到对应主机后，对应主机再一层层由下往上将报头去掉，最后获得数据。
在上图中，我们可以发现，同层协议所拥有的数据包都是相同的，于是我们可以这样理解：
同层协议在直接通信，也可以理解为向下交付。
讲完过程后，我们还要说一下协议的共性。
协议的共性
a.如何判断报头的位置和有效载荷的位置
b.如何判断自己的有效载荷要交给上层的哪一个协议
在上图中，我用几个图形来有效的表示报头和有效载荷的位置，但是实际上的报头和有效载荷的位置并没有这么明显的区别，都是需要协议自身内部来区分位置。
此外，在计算机内部每一层可能会有好几个协议，如何找到对应的协议也需要协议自身来控制。
跨网络通信
现实生活中肯定不会只有局域网通信，还有跨网络通信，其中局域网又分为以太网，令牌环网和无线LAN。
那么跨网络通信就需要解决不同局域网通信的问题。
其中路由器就是用来解决该问题的——屏蔽底层协议的差异。
实际上跨网络通信和局域网通信类似，只是在最后并不是将数据包传给对应主机，而是传给路由器。
当路由器收到数据包的时候，会根据数据包中的IP地址来选择对应主机，然后根据这个主机的局域网类型来选择对应的协议。
剩下的就由目标主机一层层解包。
数据包的封装和分用
不同的协议层对数据包有不同的称谓,在传输层叫做段(segment),在网络层叫做数据报 (datagram),在链路层叫做帧(frame).
应用层数据通过协议栈发到网络上时,每层协议都要加上一个数据首部,称为封装
首部信息中包含了一些类似于首部有多长, 载荷(payload)有多长, 上层协议是什么等信息.
数据封装成帧后发到传输介质上,到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部, 根据首部中的 "上层协议字段" 将数据交给对应的上层协议处理.
数据包封装和分用的过程
封装过程
我们可以看到，每一层给数据加完首部后，就会向下到下一层协议；
此外在最后的链路层会给数据包添加首部和尾部，需要注意。
分用过程
当主机接收到进入的帧后，会按上图来一层一层的解包，最终找到正确的协议。
网络中的地址管理
IP地址
IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址;
对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数;
我们通常也使用 "点分十进制" 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255;
MAC地址
MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址).
那么这两个有什么区别呢?
在网络通信中，IP地址可以认为是一个指导大概方向的。
它告诉主机该数据源自哪里，目标又是哪里。
而MAC地址可以认为是细化了路径。
它告诉主机该数据从哪一台主机来，该去的下一台主机在哪里。
因此我们可以简单的认为，在网络的数据包中，IP地址应该是不变的，而MAC地址则是随时变化的。
其中，IP地址和MAC地址又都被细分为源IP地址和源MAC地址，目标IP地址和目标MAC地址。
源IP：从哪台主机来；
目的IP：到哪台主机去；
源MAC：上台主机的地址文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-438491.html
目的MAC：需要去的下一台主机是哪个；文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-438491.html
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