LINUX17：计算机网络基础-拓冰建站

局域网

1.交换机（只管内网、房间内部传话）
只负责同一局域网内设备互相传话，不分内外网，不能连接互联网。mac寻址数据链路层
2.路由器（负责内外网搭桥，管出门 / 回家）
连接两个不同网络，负责内网 ↔ 互联网互通，是大门。ip寻址，网络层寻址

广域网

远隔千里的计算机连起来
硬件提供传输通道
协议提供传输方式

osi七层模型

应用层（第 7 层）
用户直接打交道的一层
表示层（第 6 层）
翻译、加密、压缩
作用：统一数据格式，加密解密，编码转换（文字、图片格式）
会话层（第 5 层）
建立、维持、断开通信会话
作用：控制连接什么时候打开、什么时候关闭。
传输层（第 4 层）
端到端传输，区分程序
核心协议：TCP（可靠）、UDP（快速）
依靠端口号区分电脑上不同软件（80 网页、443https）
网络层（第 3 层）
跨网络寻址，选路线
设备：路由器
标识：IP 地址
协议：IP、ICMP（ping 命令）
6.数据链路层（第 2 层）
同一局域网内传输
设备：交换机
标识：MAC 地址（网卡物理地址）
数据名称：帧
物理层（第 1 层）
传输电信号 / 光信号
载体：网线、光纤、无线电波、水晶头
没有数据包，只有 0 和 1 高低电平信号

数据传递

发送端：从上往下封装（逐层打包，加头部）
OSI 从上至下：7 → 6 → 5 → 4 → 3 → 2 → 1
接收端：从下往上解封装（逐层拆包，去掉头部）
OSI 从下至上：1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 7

数据包的封装

tcp首部包含：源端口，目的端口，序列号

认识ip

ipv4：32 位二进制，分成 4 段，每段 8bit，用点分十进制表示
一、为什么至今主流仍是 IPv4

海量老设备、老系统不支持 IPv6（最大阻碍）
NAT 技术给 IPv4 “续命”（最重要原因）
私有ip和公有ip：私有 IP 不能上路，需要路由器 “翻译” 成公网 IP 才能上网。
私有ip分为三类：
A 类地址
范围：1.0.0.0 ~ 126.255.255.255
默认掩码：255.0.0.0 (/8)
0.0.0.0/8：保留地址
127.0.0.0/8：回环地址，不属于 A 类可用主机地址
B 类地址
范围：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
默认掩码：255.255.0.0 (/16)
C 类地址
范围：192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
默认掩码：255.255.255.0 (/24)
D 类（组播）
范围：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
无默认子网掩码
不同局域网可以用相同的私有ip，互不冲突

NAT网络地址转换

把内网私有 IP，翻译成公网 IP，实现多台设备共用一个公网 IP 上网。

DNS域名系统

把域名翻译成 IP 地址
人记不住 180.101.49.11，但记得住 baidu.com
DNS 就是互联网的电话本。

Mac地址特点

长度：48 位二进制，通常写成 16 进制
形式示例：00:1A:2B:3C:4D:5E（6 组两位十六进制）

Mac地址和ip地址区别

MAC 地址：二层（数据链路层）、物理地址
IP 地址：三层（网络层）、逻辑地址

http协议

URL：互联网上资源的完整地址，用来精准找到某一个网页、图片、视频、文件。
示例：
https://www.baidu.com:443/search?wd=网络#top
HTTP 是传输规则（说话的语言）；URL 是资源地址（目的地地址）。

传输层协议

1.TCP 传输控制协议
特点：可靠、面向连接
通信前先建立连接（三次握手）
传输数据确认应答，丢包自动重传
流量控制、拥塞控制，不乱发、不拥堵
数据有序到达，不会乱序
有额外头部开销，速度相对慢
2.UDP 用户数据报协议
特点：不可靠、无连接（但是没收到可以应用层通知然后再发）
不用建立连接，发完就走，不需要握手
没有确认、没有重传，丢包不会补发
没有拥塞控制，开销小，延迟极低
数据可能丢失、乱序
传输效率高，适合实时性要求较高，可靠性要求相对较低的场景
UDP 把每次发送的数据，当成独立完整的数据包。
每一次 send 发送的数据，就是一个独立数据报。
udp的socket是全双工的，既能读也能写

为什么需要端口号

端口号是什么：IP 地址找到哪一台电脑；
端口号找到电脑上的哪一个程序。
一台电脑只有一个 IP，但是同时跑很多软件：浏览器、微信、QQ、游戏。
数据包到达电脑后，靠端口号区分该交给哪个软件。
2、基础信息
工作在：传输层（TCP/UDP）
范围：0 ~ 65535 一共 65536 个端口
3、三大分类
公认端口（0–1023）
系统服务、标准网络服务占用，固定端口
80 → HTTP 网页
443 → HTTPS 加密网页
53 → DNS 域名解析
21 → FTP
为什么需要端口号:端口号 = 主机内部应用的编号，用来区分同一台设备上不同的网络进程。
IP 定位主机，端口定位主机里的程序。