海洋承德网站建设公司,常熟市网页设计公司,中山网站的优化,网络管理系统提供网络管理需要的大量运算和记忆资源文章目录 #x1f332;网络发展史#x1f6a9;独立模式#x1f6a9;网络互连#x1f4cc;局域网LAN#x1f388;基于网线直连#x1f388;基于集线器组建#x1f388;基于交换机组建#x1f388;基于交换机和路由器组建 #x1f4cc;广域网WAN #x1f340;网络通信基… 文章目录 网络发展史独立模式网络互连局域网LAN基于网线直连基于集线器组建基于交换机组建基于交换机和路由器组建 广域网WAN 网络通信基础IP地址端口号认识协议协议的概念协议的作用知名协议的默认端口五元组 协议分层分层的作用协议分层模型OSI七层模型TCP/IP五层或四层模型 网络设备所在分层网络分层对应封装和分用 ⭕总结 网络发展史
网络的发展大致经过如下几个阶段
独立模式
独立模式计算机之间相互独立
可以理解为单机
网络互连
随着时代的发展越来越需要计算机之间互相通信共享软件和数据即以多个计算机协同工作来完成业务就有了网络互连。
网络互连将多台计算机连接在一起完成数据共享。
数据共享本质是网络数据传输即计算机之间通过网络来传输数据也称为网络通信。
根据网络互连的规模不同可以划分为局域网和广域网
局域网LAN
局域网即 Local Area Network简称LAN。
Local 即标识了局域网是本地局部组建的一种私有网络。
局域网内的主机之间能方便的进行网络通信又称为内网局域网和局域网之间在没有连接的情况下是无法通信的。
局域网组建网络的方式有很多种
基于网线直连 基于集线器组建 基于交换机组建 基于交换机和路由器组建 广域网WAN
广域网即 Wide Area Network简称WAN。
通过路由器将多个局域网连接起来在物理上组成很大范围的网络就形成了广域网。广域网内部的局域网都属于其子网。 网络通信基础
网络互连的目的是进行网络通信也即是网络数据传输更具体一点是网络主机中的不同进程间基于网络传输数据。
那么在组建的网络中如何判断到底是从哪台主机将数据传输到那台主呢这就需要使用IP地址来标识
IP地址
IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备如路由器的网络地址。简单说IP地址用于定位主机的网络地址。
就像我们发送快递一样需要知道对方的收货地址快递员才能将包裹送到目的地。
格式为
IP地址是一个32位的二进制数通常被分割为4个“8位二进制数”也就是4个字节如01100100.00000100.00000101.00000110
通常用“点分十进制”的方式来表示即 a.b.c.d 的形式a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。如100.4.5.6。
特殊IP 127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试通常是127.0.0.1 本机环回主要用于本机到本机的网络通信系统内部为了性能不会走网络的方式传输对于开发网络通信的程序即网络编程而言常见的开发方式都是本机到本机的网络通信。 IP地址解决了网络通信时定位网络主机的问题但是还存在一个问题传输到目的主机后由哪个进程来接收这个数据呢这就需要端口号来标识。
端口号
在网络通信中IP地址用于标识主机网络地址端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简单说端口号用于定位主机中的进程。
类似发送快递时不光需要指定收货地址IP地址还需要指定收货人端口号
格式为
端口号是0~65535范围的数字在网络通信中进程可以通过绑定一个端口号来发送及接收网络数据。
注意事项
两个不同的进程不能绑定同一个端口号但一个进程可以绑定多个端口号。
拓展 一个进程启动后系统会随机分配一个端口启动端口程序代码中进行网络编程时需要绑定端口号收发数据的端口来发送、接收数据。 进程绑定一个端口号后fork一个子进程可以实现多个进程绑定一个端口号但不同的进程不能绑定同一个端口号
有了IP地址和端口号可以定位到网络中唯一的一个进程但还存在一个问题网络通信是基于二进制0/1数据来传输如何告诉对方发送的数据是什么样的呢
网络通信传输的数据类型可能有多种图片视频文本等。同一个类型的数据格式可能也不同如发送一个文本字符串“你好”如何标识发送的数据是文本类型及文本的编码格式呢
基于网络数据传输需要使用协议来规定双方的数据格式。
认识协议
协议的概念
协议网络协议的简称网络协议是网络通信即网络数据传输经过的所有网络设备都必须共同遵从的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定计算机之间才能相互通信交流。通常由三要素组成
语法即数据与控制信息的结构或格式 类似打电话时双方要使用同样的语言普通话 语义即需要发出何种控制信息完成何种动作以及做出何种响应 语义主要用来说明通信双方应当怎么做。用于协调与差错处理的控制信息。 类似打电话时说话的内容。一方道你瞅啥另一方就得有对应的响应瞅你咋的 时序即事件实现顺序的详细说明。 时序定义了何时进行通信先讲什么后讲什么讲话的速度等。比如是采用同步传输还是异步传输。 女生和男生的通话总是由男生主动发起通话而总是在男生恋恋不舍的时候由女生要求结束通话 协议protocol最终体现为在网络上传输的数据包的格式
协议的作用
为什么需要协议 就好比见网友彼此协商胸口插支玫瑰花见面这就是一种提前的约定也可以称之为协议 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 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
知名协议的默认端口
系统端口号范围为 0 ~ 65535其中0 ~ 1023 为知名端口号这些端口预留给服务端程序绑定广泛使用的应用层协议如 22端口预留给SSH服务器绑定SSH协议 21端口预留给FTP服务器绑定FTP协议 23端口预留给Telnet服务器绑定Telnet协议 80端口预留给HTTP服务器绑定HTTP协议 443端口预留给HTTPS服务器绑定HTTPS协议
以上只是说明 0 ~ 1023 范围的知名端口号用于绑定知名协议但某个服务器也可以使用其他 1024 ~65535 范围内的端口来绑定知名协议
我们可以理解为 餐厅的VIP包房是给会员使用但会员也可以不坐包房坐其他普通座位 五元组
在TCP/IP协议中用五元组来标识一个网络通信 源IP标识源主机 源端口号标识源主机中该次通信发送数据的进程 目的IP标识目的主机 目的端口号标识目的主机中该次通信接收数据的进程 协议号标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式
五元组在网络通信中的作用类似于发送快递 可以在cmd中输入 netstat -ano 查看网络数据传输中的五元组信息 如果需要过滤一般是通过端口号或进程PID过滤可以使用 netstat -ano | findstr 过滤字符串
协议分层
对于网络协议来说往往分成几个层次进行定义
那什么是协议分层呢
协议分层类似于打电话时定义不同的层次的协议 在这个例子中我们的协议只有两层但是实际的网络通信会更加复杂需要分更多的层次
分层的作用
为什么需要协议分层呢
分层最大的好处类似于面向接口编程定义好两层间的接口规范让双方遵循这个规范来对接。
在代码中类似于定义好一个接口一方为接口的实现类提供方提供服务一方为接口的使用类使用方使用服务 对于使用方来说并不关心提供方是如何实现的只需要使用接口即可 对于提供方来说利用封装的特性隐藏了实现的细节只需要开放接口即可。这样能更好的扩展和维护
协议分层模型
OSI七层模型
OSI即Open System Interconnection开放系统互连
OSI 七层网络模型是一个逻辑上的定义和规范把网络从逻辑上分为了7层。
OSI 七层模型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
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
OSI 七层模型划分为以下七层 OSI 七层模型既复杂又不实用所以 OSI 七层模型没有落地、实现。
实际组建网络时只是以 OSI 七层模型设计中的部分分层也即是以下 TCP/IP 五层或四层模型来实现
TCP/IP五层或四层模型
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。 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。 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。 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。 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。 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 物理层我们考虑的比较少。因此很多时候也可以称为 TCP/IP四层模型。
网络设备所在分层
我们得设备都在那些分层呢 对于一台主机它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容也即是TCP/IP五层模型的下四层 对于一台路由器它实现了从网络层到物理层也即是TCP/IP五层模型的下三层 对于一台交换机它实现了从数据链路层到物理层也即是TCP/IP五层模型的下两层 对于集线器它只实现了物理层
注意我们这里说的是传统意义上的交换机和路由器也称为二层交换机工作在TCP/IP五层模型的下两层、三层路由器工作在TCP/IP五层模型的下三层
随着现在网络设备技术的不断发展也出现了很多3层或4层交换机4层路由器。而我们以下说的网络设备都是传统意义上的交换机和路由器。
网络分层对应
网络数据传输时经过不同的网络节点主机、路由器时网络分层需要对应。
以下为同一个网段内的两台主机进行文件传输
以下为跨网段的主机的文件传输
数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器 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(header)称为封装(Encapsulation)。 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
下图为数据封装的过程 下图为数据分用的过程
⭕总结
关于《【JavaEE初阶】初识网络原理》就讲解到这儿感谢大家的支持欢迎各位留言交流以及批评指正如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注点赞收藏支持一下
