架构（day13）

架构（day13）

网络基础概念

网络建立的目的

首先，不是为了网恋 网络建立的目的是为数据交互(通信) 如何实现通信:

1.建立好底层的物理连接介质

2.有一套统一的通信标准,称之为互联网协议

OSI七层模型

ISO：镜像文件

OSI：七层模型

IOS：苹果手机系统

物理层

物理层就是网络的硬件设备：中继器，集线器，双绞线

数据链路层

网络接口相关设备：网桥、以太网交换机、网卡

以太网协议：

早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议ethernet ethernet规定： 1.要有一块网卡，网卡上要有一个独一无二的地址（mac地址） 2.一组电信号构成一个数据包，叫做‘帧’ 3.每一数据帧分成：报头head和数据data两部分

head包含：(固定18个字节) 发送者／源地址，6个字节 接收者／目标地址，6个字节 数据类型，6个字节 data包含：(最短46字节，最长1500字 节)

数据包的具体内容 head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送

局域网通信，是通过mac地址进行通讯的

计算机通讯基本靠吼。

网络层

路由器、三层交换机

网络层由来：有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难

# IP协议： 规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进 制表示 范围0.0.0.0-255.255.255.255 一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1 # ip地址分成两部分（点分十进制） 网络部分：标识子网 主机部分：标识主机 注意：单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类，从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网 例：172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网 # 子网掩码 所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络 部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就255.255.255.0。 知道”子网掩码”，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子 网络中，否则就不是。 比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算， 172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 AND运算又叫做"按位与"运算，符号："&"，在编程术语中表示一种运算方法，不可逆 172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络。 总结一下，IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网段 # ip数据包 ip数据包也分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分 head：长度为20到60字节 data：最长为65,515字节。 而以太网数据包的”数据”部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太 网数据包，分开发送了。

IP地址和子网掩码的计算：AND & 按位与运算

172.16.10.1 10101100.00010000.00001010.00000001 172.16.10.2 10101100.00010000.00001010.00000010 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 ### 按位与运算 172.16.10.1 10101100.00010000.00001010.00000001 11111111.11111111.11111111.00000000 10101100.00010000.00001010.00000000 172.16.10.2 10101100.00010000.00001010.00000010 11111111.11111111.11111111.00000000 10101100.00010000.00001010.00000000 1&1=1 1&0=0 0&1=0 0&0=0

传输层

四层路由器、四层交换机

传输层的由来：网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，

那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层功能：建立端口到端口的通信

补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

端口映射

TCP三次握手

TCP协议的11种状态 三次握手中： 1.SYN_SENT # 客户端发送SYN建立连接时状态 2.LISTEN # 服务端等待客户端连接时，监听状态 3.SYN_RCVD # 服务端返回ACK和SYN给客户端时的状态 4.ESTABLISHED # 客户端和服务端建立连接时的状态 四次挥手中： 1.FIN_WAIT_1 # 客户端发送FIN断开连接时的状态 2.CLOSE_WAIT # 服务端接收到客户端的断开连接时返回ACK的状态 3.FIN_WAIT_2 # 客户端接收服务端返回ACK时的状态 4.LAST_ACK # 服务端发送FIN给客户端时的状态 5.TIME_WAIT # 客户端返回ACK给服务端，断开连接后的状态 关闭状态： 1.CLOSED（被动关闭端在接收到ack包后，进入CLOSED状态关闭TCP连接） 2.CLOSING（客户端和服务端同时发起断开连接）

TCP四次挥手

会话层

建立会话保持会话断开会话

session共享和会话保持

表示层

表示层主要三大功能： 1.内码转换

2.压缩与解压缩

3.加密与解密。

应用层

应用层由来：用户使用的都是应用程序，均工作于应用层，互联网是开发的，大家都可以开发自己的应用程序，数据多种多样，必须规定好数据的组织形式

应用层功能：规定应用程序的数据格式。

例：TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了”应用层”。

四层负载和七层负载的区别

总结：

OSI七层模型：

物理层

网络硬件设备

数据链路层

以太网

一块网卡，MAC地址电信号组成数据（帧）帧：报头和数据

通过广播传输数据

网络层

解决广播风暴故障出现IP协议

IP地址 + 子网掩码按位与运算，来计算IP地址是否在同一网段

通过IP地址传输数据

传输层

端口范围：0-65535，系统占用：0-1023TCP协议和UDP协议

TCP协议：

三次握手四次挥手11种状态

通过端口到端口传输数据

会话层

建立会话保持会话断开会话

表示层

转码/解码解压/压缩加密/解密

应用层

开发写出来的程序

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