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目录

前言

1、网络分层划分

2、相关设备

3、名词解释

4、基本演绎

前言

        首先学习网络这方面的知识，我们要清楚一个核心问题：如何实现跨主机之间的进程通信的问题。

1、网络分层划分

        为了解决上面的核心问题，iso首次提出osi七层网络模型，除此之外常见的网络层次划分还有tcp/ip五层模型.这里我么主要探讨tcp/ip五层模型，如下图所示。

物理层：激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。

数据链路层：实现局域网中主机之间的通信，其主要的协议为以太网协议。

网络层：实现跨局域网之间的网络通信问题。具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。其中最核心的协议为ip协议。与其配合的协议还有ARP协议等。

传输层：实现跨局域网的进程之间的通信的问题。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。 网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。其主要的协议为TCP协议还有UDP协议。

应用层：程序员在应用层完成相应的业务，为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。其主要协议为http还有https。

2、相关设备

网卡：主要的功能是实现数据的封装与解封。每个网卡拥有独一无二的MAC地址。

集线器：集线器工作在局域网（LAN）环境，像网卡一样，应用于物理层，又被称为物理层设备。

交换机： 工作在数据链路层，是目前相当重要的一个组网的设备，用于组成局域网。

路由器：使局域网进行连接的工具，是划分LAN的设备，相当于国家之间的海关。在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送能的专用智性的网络设备。工作于网络层。

3、名词解释

LAN：局域网（Local Area Network）局域网自然就是局部地区形成的一个区域网络，其特点就是分布地区范围有限，可大可小，大到一栋建筑楼 与相邻建筑之间的连接，小到可以是办公室之间的联系。局域网自身相对其他网络传输速度更快，性能更稳定，框架简易，并且是封闭性，这也是很多机构选择的原因所在。还记得小时候在学校机房打cs1.6或者流星蝴蝶剑么，这种主机之间的通信就是通过局域网实现的。

WAN：广域网（wide Area Network）又称外网、公网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

MAC地址：这是一个绑定网卡的硬件地址又称物理地址，全球唯一。用于在网络中唯一标识一个网卡，工作在数据链路层。

IP地址：IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。其详细介绍看IP协议（MAC地址和IP地址都用于标识一台主机，我们可以将MAC地址比为身份证号码、IP地址比为手机号码），工作在网络层。

端口：在一个主机中唯一确定一个进程用的，范围为0~65535。

四元组信息：回归本质问题，既然ip地址可以确定一台主机，端口号确定一个进程，那么我们只需要源IP+源端口号+目标IP+目标端口号。就可以确定两个主机以及进程。再加上一个协议号，就可以组成五元组信息。

4、基本演绎

        那么两个主机之间的进程是如何通信的呢？（我们在此做出简单的演示，具体的细节我们在后面介绍）假设我们要将一段"hello"发出去，我们首先要知道是哪个进程发的，要让哪个进程接收。于是在传输层中，我们将应用层的hello加上端口信息，进行封装。然后在网络层继续加上IP地址信息进行封装。然后在数据链路层加上MAC地址进行进一步的封装。然后数据就开始在各种信道上进行传输。最后再各种解包就完成了数据的传输。（我们可以将这一过程类比为快递的发送过程，一步一步装箱发送）

        于是我们发现，数据就像在不同的层次间传输一样，数据从上层到下层就像是不断的封装，从下到上就是不断的解包和分用。