网络基础（一）

r囧r小猫 2022-12-27 01:20 142阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、局域网/广域网的概念
 *   *  1.1 网络发展
     *  1.2 局域网
     *  1.3 广域网
 *  二、网络协议初识
 *   *  2.1 什么是协议？
     *  2.2 什么是网络协议？
     *  2.3 协议分层
     *   *  2.3.1 OSI七层模型
         *  2.3.2 TCP/IP五层模型
     *  2.4 数据封装与分用
 *  三、网络中的地址管理
 *   *  3.1 IP地址
     *  3.2 MAC地址

# 一、局域网/广域网的概念 #

## 1.1 网络发展 ##

独立模式: 计算机之间相互独立;  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
网络互联: 多台计算机连接在一起, 完成数据共享；  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 1.2 局域网 ##

局域网LAN: 计算机数量更多了, 通过交换机和路由器连接在一起。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 1.3 广域网 ##

广域网WAN: 将远隔千里的计算机都连在一起;  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

# 二、网络协议初识 #

## 2.1 什么是协议？ ##

“协议” 是一种约定。计算机之间的传输媒介是光信号和电信号. 通过 “频率” 和 “强弱” 来表示 0 和 1 这样的信息. 要想传递各种不同的信息, 就需要约定好双方的数据格式。

## 2.2 什么是网络协议？ ##

计算机生产厂商有很多，计算机操作系统也有很多，计算机网络硬件设备 还是有很多，如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够相互顺畅的通信? 就需要有人站出来, 约定一个共同的标准,大家都来遵守, 这就是网络协议。

## 2.3 协议分层 ##

### 2.3.1 OSI七层模型 ###

OSI是网络当中理想的参考模型，分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。因为该模型并没有大量应用到工业场景中，这里不再赘述。

### 2.3.2 TCP/IP五层模型 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
**物理层:** 负责光/电信号的传递方式. 比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等. 集线器(Hub)工作在物理层。  
**数据链路层:** 负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作. 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层。  
**网络层:** 负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层。  
**传输层:** 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机。  
**应用层:** 负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等. 我们的网络编程主要就是针对应用层。

## 2.4 数据封装与分用 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
1、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)；  
2、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(header),称为封装(Encapsulation)；  
3、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；  
4、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。

# 三、网络中的地址管理 #

## 3.1 IP地址 ##

IP地址和网络层息息相关，IP协议有两个版本, IPv4和IPv6。  
1、IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址;  
2、对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数;  
3、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；  
4、IPv6的地址长度为128位，是IPv4地址长度的4倍，范围是0~2^128。

## 3.2 MAC地址 ##

1、MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;  
2、长度为48位, 即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)  
3、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。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/a6c713090d28413cbdfe9dd3bf83e234.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201206205031795.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201206212148552.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201206212613152.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201206215119654.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201207085843566.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp,size_16,color_FFFFFF,t_70