网络相关的常识、基本概念
目錄
前言
1、網絡分層劃分
2、相關設備
3、名詞解釋
4、基本演繹
前言
????????首先學習網絡這方面的知識,我們要清楚一個核心問題:如何實現跨主機之間的進程通信的問題。
1、網絡分層劃分
????????為了解決上面的核心問題,iso首次提出osi七層網絡模型,除此之外常見的網絡層次劃分還有tcp/ip五層模型.這里我么主要探討tcp/ip五層模型,如下圖所示。
物理層:激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協議提供了一個傳輸數據的可靠的物理媒體。簡單的說,物理層確保原始的數據可在各種物理媒體上傳輸。
數據鏈路層:實現局域網中主機之間的通信,其主要的協議為以太網協議。
網絡層:實現跨局域網之間的網絡通信問題。具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。其中最核心的協議為ip協議。與其配合的協議還有ARP協議等。
傳輸層:實現跨局域網的進程之間的通信的問題。在這一層,信息傳送的協議數據單元稱為段或報文。 網絡層只是根據網絡地址將源結點發出的數據包傳送到目的結點,而傳輸層則負責將數據可靠地傳送到相應的端口。其主要的協議為TCP協議還有UDP協議。
應用層:程序員在應用層完成相應的業務,為操作系統或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口。其主要協議為http還有https。
2、相關設備
網卡:主要的功能是實現數據的封裝與解封。每個網卡擁有獨一無二的MAC地址。
集線器:集線器工作在局域網(LAN)環境,像網卡一樣,應用于物理層,又被稱為物理層設備。
交換機: 工作在數據鏈路層,是目前相當重要的一個組網的設備,用于組成局域網。
路由器:使局域網進行連接的工具,是劃分LAN的設備,相當于國家之間的海關。在網絡間起網關的作用,是讀取每一個數據包中的地址然后決定如何傳送能的專用智性的網絡設備。工作于網絡層。
3、名詞解釋
LAN:局域網(Local Area Network)局域網自然就是局部地區形成的一個區域網絡,其特點就是分布地區范圍有限,可大可小,大到一棟建筑樓 與相鄰建筑之間的連接,小到可以是辦公室之間的聯系。局域網自身相對其他網絡傳輸速度更快,性能更穩定,框架簡易,并且是封閉性,這也是很多機構選擇的原因所在。還記得小時候在學校機房打cs1.6或者流星蝴蝶劍么,這種主機之間的通信就是通過局域網實現的。
WAN:廣域網(wide Area Network)又稱外網、公網。通常跨接很大的物理范圍,所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里,它能連接多個地區、城市和國家,或橫跨幾個洲并能提供遠距離通信,形成國際性的遠程網絡。
MAC地址:這是一個綁定網卡的硬件地址又稱物理地址,全球唯一。用于在網絡中唯一標識一個網卡,工作在數據鏈路層。
IP地址:IP地址是IP協議提供的一種統一的地址格式,它為互聯網上的每一個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址,以此來屏蔽物理地址的差異。其詳細介紹看IP協議(MAC地址和IP地址都用于標識一臺主機,我們可以將MAC地址比為身份證號碼、IP地址比為手機號碼),工作在網絡層。
端口:在一個主機中唯一確定一個進程用的,范圍為0~65535。
四元組信息:回歸本質問題,既然ip地址可以確定一臺主機,端口號確定一個進程,那么我們只需要源IP+源端口號+目標IP+目標端口號。就可以確定兩個主機以及進程。再加上一個協議號,就可以組成五元組信息。
4、基本演繹
????????那么兩個主機之間的進程是如何通信的呢?(我們在此做出簡單的演示,具體的細節我們在后面介紹)假設我們要將一段"hello"發出去,我們首先要知道是哪個進程發的,要讓哪個進程接收。于是在傳輸層中,我們將應用層的hello加上端口信息,進行封裝。然后在網絡層繼續加上IP地址信息進行封裝。然后在數據鏈路層加上MAC地址進行進一步的封裝。然后數據就開始在各種信道上進行傳輸。最后再各種解包就完成了數據的傳輸。(我們可以將這一過程類比為快遞的發送過程,一步一步裝箱發送)
? ? ? ? 于是我們發現,數據就像在不同的層次間傳輸一樣,數據從上層到下層就像是不斷的封裝,從下到上就是不斷的解包和分用。
總結
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