网站如何加入广告联盟,关键词排名优化价格,手机应用商店app下载,施工企业安全生产管理规范文章目录 1、了解2、网络协议栈3、TCP/IP模型4、网络传输1、同一局域网#xff08;子网#xff09;2、局域网通信原理3、跨一个路由器的两个子网4、其它 详细的网络发展历史就不写了 1、了解
为什么会出现网络#xff1f;一开始多个计算机之间想要共享文件#xff0c;就得… 文章目录 1、了解2、网络协议栈3、TCP/IP模型4、网络传输1、同一局域网子网2、局域网通信原理3、跨一个路由器的两个子网4、其它 详细的网络发展历史就不写了 1、了解
为什么会出现网络一开始多个计算机之间想要共享文件就得一点点存起来然后给另一个计算机读取久而久之这样就是个麻烦事所以出现了网络将几台机器都处于一个网络环境下就可以更好地通信了。当这个范围不断扩大越来越大的区域都可以用网络了之后网络开始往民间发展各个地区之间各个国家之间也就都能通过网络联系了。
几台机器通过网络形成通信这也就组成了一个局域网两个局域网通过交换机路由器等相互连接就形成了一个广域网也可以说成一个更大的局域网。网络能连接如此多的个体必然要有规则来约束其沟通也就出现了协议。网络间的协议为什么存在这就像两个人之间形成某种约定一样本质上是为了更高效地沟通效率。一个协议通常由行业中的顶级组织来决定提出规则后并不一定要由提出者来完成整个协议的实现而是由行业内顶级的团队来做。
如果要发信息到欧洲传输距离变得很长只有两台机器之间发送是很难保证成功的所以会通过很多中间机器来传输信息这也就保证信息的不丢失但即使这样如何保证就一定能不丢失并且还能准确地发送到对应的主机上呢这个问题之后会写。出现上述事实的原因就是传输距离变长了所以问题是有前后上下关系的所以在设计网络功能时不同的功能设计成不同的模块这就是低耦合有了问题就有了需求就需要解决网络通信还有很多不同性质的问题要高效地解决它们需要把相关的问题放在一起做出解决方案不相关的不要放在一起这就是高内聚。通过高内聚低耦合可以设计出很多模块这些模块被设计成层状结构体现了前后关系。 传输距离的变长衍生出新的问题需要制定网络协议来约束信息的传输 协议被设计成层状结构各种问题按照高内聚低耦合的方式组织成层状结构方便维护代码和方案的设计 分层设计这种设计在学习C时学到过就是继承体系一个基类可以有多个派生类用基类指针指向不同派生类对象就可以使用对应派生类对象的方法在外部看来只有基类但内部却有很多派生类这就是一切皆基类C语言库中用FILE结构体来封装了各种文件的系统接口用户只需要使用FILE就可以调用系统接口通过这个结构体来屏蔽了各种接口之间的差异这也是种分层思想每个进程都有虚拟地址空间它们以同样的视角来看待自己要使用的空间地址空间里屏蔽了硬盘内存等硬件而是通过页表地址空间来访问它们这也是分层结构硬件在下面地址空间在上面进程在更上面所以分层可以屏蔽软件也可以屏蔽硬件任何计算机问题都可以添加软件层来解决。
协议分层有什么好处层与层之间通过接口进行交互比如打电话人和人之间属于一层通信设备属于一层还有电话的协议语言等层拨电话就像是给电话传参通信时就是使用设备来输入输出。上层不关心下层的实现任何一层出现问题都不会直接影响另一层减少后期开发者的维护成本各层解决各层的功能就是高内聚不同层只通过接口交互没有其它操作就是低耦合。
分层有好处但也可以不分层。分层是一种选择。
2、网络协议栈
OSI定义了网络协议层这是一个七层结构。从低到高物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层。这个协议层是很完美的一个设计不过实际应用中因为很多细节不能在OSI的这个模型中实现出来它的很多模块功能不能由网络协议层来实现它的协议层不是全由操作系统来实现会话、表示、应用没有实现这三层会被压缩成应用层因为会话表示应用要自己实现出来而在我们使用中不考虑物理层所以总体就是四层。我们实际使用的就是TCP/IP五层模型包括应用层传输层网络层链路层物理层。
OSI定制了标准但不是OSI实现出来的。
像TCP/IP五层模型OSI七层模型就是协议栈。
对于计算机来说它也有分层最下面是硬件层往上走驱动层系统层系统层里的最上方有系统调用层应用层/用户层。使用计算机的时候就是在通过操作系统给的系统调用来操作硬件网络也是一样它也有系统给到它的系统调用用户通过系统调用来操作网络。
网络的分层和计算机分层相对应物理层对物理层比如有网卡硬件链路层对驱动层网络层和传输层对系统层应用层对用户层。传输层和网络层属于操作系统网络的应用层对应计算机的用户层由用户来实现用户也包括开发人员程序员这些传输层最具有代表性的是TCP协议网络层最具有代表性的是IP协议。系统层里的系统调用层有网络的系统调用还有很多其他东西的系统调用。网络本质就是系统的一部分网络的核心部分属于操作系统所以网络协议栈会被叫做TCP/IP协议栈取核心来起名的。对于系统来说一切皆文件网卡也是文件而协议栈就属于文件系统的一部分系统也会用管理文件的方式来管理他们所以很多网络接口和文件也有关系。操作系统的种类非常多但网络只有一种不管系统如何网络协议栈的实现都一样。
3、TCP/IP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。 数据链路层是负责传送数据帧和检查的物理层发出来的信息要通过数据链路层来识别出来才可以被使用。链路层有很多局域网通信标准比如以太网无线LAN但网络不是只有一种吗链路层的标准不只有一个链路层的实现是在网卡驱动内部实现的所以链路层会有不同的标准而网络只有一种指的是操作系统层的那里只有TCP/IP但链路层可以有不同由驱动程序内部实现但这些标准也遵守TCP/IP协议。
网络层就有IP地址win R输入cmd然后输入ipconfig就可以查看到自己电脑的IP地址无线局域网中IPv4地址。而Linux中输入命令ifconfig在第二行inet后面的地址是云服务器的内网地址/私有IP。网络层可以指定某一个主机。路由器工作在网络层。
网络层让主机之间有能力传送过去数据但不一定做得到而传输层就是保证传输成功的。
应用层解决数据如何使用的问题也就诞生了很多软件。 工作在哪一层就一定拥有下面的所有层通常不会使用在上面的层比如路由器不会使用传输层不过现在的硬件来讲很多都集成了上层的东西比如有的路由器也有应用层的方法。
4、网络传输
1、同一局域网子网
同一局域网的两台机器可以直接通信。两个主机通信的本质是两个主机的OS与网络协议栈在通信。 每一层都有自己的协议协议的表现形式是协议报头也就是每一层都有自己的协议报头这个报头相当于一个说明书。聊天发送信息信息在应用层信息前加上应用层的报头传给传输层应用层报头信息整体再加上传输层报头传给网络层直到最后的物理层信息前面就有四个报头。根据冯诺依曼体系用户发送的信息会先给硬件然后由硬件再交给收信息的人的链路层网络层一层层向上传每一层都识别自己的报头。每一层都把上一层交付给自己的数据当作自己的有效载荷当前层给有效载荷添加报头就是在做封装。而且可以发现发送者和接收者的每一层得到的数据都是一样的所以在逻辑上同层协议都认为自己在和对方的同层协议在通信。并且同层协议都能够互相认识对方的报头就能够将报头和有效载荷分离将有效载荷交付给上层的哪一个具体协议。每一层的协议都得能分离报头和有效载荷以及交付给上层有效载荷。有效载荷交付给上层的功能叫做数据报分用用户发的信息通过每一层加报头传给硬件这是封装硬件逐一给到上面的层每一层都会解包以及数据分用就会成功发出信息。这也就是数据如何在两台主机之间流通。
2、局域网通信原理
数据在主机中的运作已经了解了那么在局域网中还没到主机前数据是如何被运作的
发送的信息每一个主机都会接收然后封装交给自己的网卡网卡会去解包如果发现不是和自己有关的数据就会丢弃是自己的就继续传给上一层。不过网卡可以设置成混杂模式这个模式什么数据都接收都向上传这也就是抓包工作的做法。
任何时刻局域网中只允许一个人向局域网中发送消息如果有很多人发就有可能导致数据碰撞问题比如很多人都去一个网站抢考试位置这个网站就有可能崩掉。但局域网是怎么让很多人发信息的不是只让一个人吗这个问题后续再写。
任何人要通信需要有唯一的一个标识符比如自己的名字。机器也是一样每台计算机都有网卡网卡在出厂时就在网卡内部写入了网卡的sn号也就是MAC地址这个号是全球唯一的标识符。
3、跨一个路由器的两个子网
首先认识路由器。路由器有3层功能第一层是网络层第二层是链路层第三层是物理层。路由器也是一台主机节点路由器至少连接两个子网至少有两个网络接口。 以太网和令牌环是局域网通信的两个标准对应着不同的链路层实现方案链路层处于驱动程序中也就是两者的驱动就不一样。路由器有两个子网一个连接以太网一个连接令牌环。
用户发送信息后添加报头一直传到最下面一层但以太网令牌环都不是只有路由器这一个主机它们可能还有其它主机那么为什么就可以指定给到路由器每一个主机都会被标识通过主机的IP地址来标识也就是IPv4地址这是一个4字节的整数我们电脑上的IP地址是从0.0.0.0到255.255.255.255的每个位置能表示0~2552^8总共8个比特位总共32个比特位4个字节。这种字符串风格的点分十进制方案的地址是给人看的但机器不认它机器要把它转成4字节每一个字节8个比特位就能取出这个字符串IP地址。网络协议栈的核心TCP/IP协议是在网络层和传输层这两个层在操作系统中所以TCP/IP是内核中的内核是C语言实现的TCP/IP也是C语言实现的。这个转换是用位段来实现的。
struct ip
{int patr1: 8;int part2: 8;int part3: 8;int part4: 8;
}int srcIp xxx;
struct ip *p (struct ip*)srcIp;
p-part1;//这样就能找到每一部分的数字
p-part2;
...IP地址能够唯一标识公网环境下的主机。网络层有一个路由表也就是IP协议所在的那一层。用户在发消息时也会被加上要发给谁的信息传到了网络层时会根据接收者IP地址和路由表来判断发给谁。发送者只知道自己在哪个网络中以及接收者的IP地址路由表也不知道发给谁但它知道数据不是发给自己所在网络的其他主机的比如它知道不是发给以太网中其他主机的。数据到了网络层网络层会添加一个目的报头是接收者的IP地址然后给到路由器路由器通过路由表知道了要发给谁路由器再把这些信息给自己的链路层链路层会添加一个目的报头是接收者的MAC地址到了这里这个数据就有了目的地的IP和MAC地址。
目的IP地址是为报文定制的最终目标根据该地址来进行路径选择目的MAC地址会变化根据路径选择的结果来选择下一个主机。不只有两个子网可能要跨多个子网才能找到接收信息的一方。
当在以太网的某个主机发的信息来到路由器又往下传来到以太网以太网的所有主机都收到了这个信息但只有路由器发现这是属于它的信息所以其他主机抛弃掉让路由器来处理。报头中发送者的主机的网卡的MAC地址把这个分离后来到网络层路由器查看信息的目的IP地址查看路由表知道要选择哪条路径比如如果就是发给令牌环网某个主机的那么路由器就会往下传给自己的链路层加上接收者主机的令牌环网的MAC地址向下传给令牌环网令牌环网的所有主机都收到后发现这个MAC地址不是自己就弃掉只有一个主机接收了这个地址交给链路层去掉MAC地址报头交给网络层网络层查看目的IP地址发现是自己的信息然后就分离IP地址逐渐上传最终给到接收者。这个过程中同层的都认为是和对方同层的在交流只是链路层的信息不一样。
IP协议往上也就是网络层往上是没有信息变化的发什么收什么差别发生在链路层。IP地址屏蔽了底层子网机制的差异这是路由器IP地址共同作用的结果。正是因为如此IP地址是全球网络的底层基础。所以任何一个软硬件问题都可以通过添加一层软件层来解决比如网络里这个软件层就是IP地址所在的网络层。
4、其它
发送的数据包在传输层叫做数据段在网络层叫做数据报在链路层叫做数据帧。每一层的信息交给每一层来处理就是分用。
Linux中用ifconfig命令 第一个inet后面的地址是内网的IP地址不是公网的。ether则是基于以太网的MAC地址它有48位每一位都用16进制表示用冒号分隔。
结束。
