网络建立的目的
- 网络建立的目的是为了数据交互互(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 | data |
发送者/源地址,6个字节 接收者/目标地址,六个字节 数据类型,六个字节 | data包含:(最短46字节,最长1500字节) |
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。(广播式)
网络层
- 路由器,三层交换器
- 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,这简直就是一种灾难
# IP协议:
规定网络地址的协议叫做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,写成十进制就是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的子网掩码都是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
IP+端口+域名
四层:不识别域名,ip+端口访问
七层:识别域名,ip+端口+域名访问