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网络发展
独立模式:计算机之间相互独立。 网络互联:多台计算机连接在一起,完成数据共享。 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; 广域网WAN:将远隔千里的计算机都连在一起。 协议 概念“协议”是一种约定。 所以,一台计算机内部本质也是一个小型网络结构。 计算机 体系结构中有网络。 网络中有体系结构。 作用距离过长进行通信 可能会引入新的通信问题 所有的网络问题:本质上都是传输距离变长了! 尽可能减少通信成本:定制协议!! 分层 理解分层a. 软件设计方面的优势 -- 低耦合 b. 一般我们的分层依据:功能比较集中,耦合度比较高的模块 -- 一层 -- 高内聚 c. 每一层都要解决特定的问题! 网络要解决的问题下面的每一层都有自己匹配的协议,每一层协议都解决自己的问题 1. 如何把数据交付给和自己直接相连的下一台主机 2. 要有路径选择的能力 3. 容错纠错能力 4. 解决应用方面的问题 OSI七层模型7. 应用层 6. 表示层 5. 会话层 4. 传输层 3. 网络层 2. 数据链路层 1. 物理层 TCP/IP五层协议1. 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)。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。 网卡 2. 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 3. 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 4. 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 5. 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 1. 协议报头a. 协议每一层都有,而每一个协议最终表现就是协议都要有报头。 生活例子: 就比如我们在淘宝上买了个篮球,我们收到快递的时候不只有篮球,还有对应的快递盒子和快递单子。快递单就类似于报头,快递单上内容的格式就相当于快递公司的协议。 b. 协议通常是通过协议报头来进行表达的。 c. 每一份数据最终在被发送或者在不同的协议层中,都要有自己的报头。 2. 局域网a. 两台局域网的主机能够直接通信 b. 局域网通信的原理 每一台机器都有自己的“名字”,每一台主机都有着网卡,每一张网卡有自己的地址。 MAC地址 --> 表明自己在局域网中的唯一性。 查看linux中的IP地址和MAC地址
局域网中的通信原理:根据MAC地址来判断这个消息是不是发给自己的。 报文= 报头+有效载荷 我们学习网络协议需要关注的两个问题 1. 如何判断那里是报头,哪里是有效载荷? 2. 如何判断自己的有效载荷要交给上层的哪一个协议呢? 每一层都必须面对的问题,也都需要解决的问题! 每一层协议的报头中,一定要涵盖上面的信息! 所有协议的共性! 只允许一个主机在任何一个时刻在局域网中发送消息,否则发生碰撞。 局域网:碰撞域 如何看待局域网中的网络资源? 站在系统角度:共享资源、临界资源。 局域网通信时自顶向下封装,自底向上解包。 数据包封装和分用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。 网络中的地址管理 认识IP地址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; 认识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, 及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). 特点IP地址: 为我们未来每一个阶段,提供方向目标,方便进行路径选择。 MAC地址: 可行性 |
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