网站建站网站多少钱,开发商,哪里有做家教网站的,网站怎么可以被收录文章目录 1. 网络发展认识协议 2.网络协议初识协议分层OSI七层模型 | TCP/IP网络传输基本流程情况1#xff1a;同一个局域网(子网)数据在两台通信机器中如何流转协议报头的理解局域网通信原理(故事版本)一般原理数据碰撞结论 情况2#xff1a;跨一个路由器的两个子网IP地址与… 文章目录 1. 网络发展认识协议 2.网络协议初识协议分层OSI七层模型 | TCP/IP网络传输基本流程情况1同一个局域网(子网)数据在两台通信机器中如何流转协议报头的理解局域网通信原理(故事版本)一般原理数据碰撞结论 情况2跨一个路由器的两个子网IP地址与MAC地址的关系网络通信的理解 1. 网络发展
计算工作是不可能一个科学家搞出来的注定是一群科学家协同工作 给每一个科学家配上电脑那么科学家之间的电脑也是协同工作的
人只要用计算机计算机就必须要协同
古代打仗每个士兵都有自己的武器(刀、枪、剑等)但士兵之间不是互相孤立的而是互相协同的刀与枪配合、枪与剑配合 各个计算机之间是独立的 将小松计算后的数据拷贝到软盘中 交给小竹 将小竹计算后的数据拷贝到软盘中 交给小梅 但是人参与的工作效率会非常低 所以为了提高效率将所有的机器简单连接起来 这样就可以在自己的电脑上看见所有人的数据 认识协议
协议是一种约定
在之前打电话要花钱接电话是不需要花钱的 假设你的手机里只有 20 30块话费因为花费很少所以避免自己打电话 所以你在向家里打电话时 若响一声就挂掉说明给家里报平安 若响两声才挂掉说明你没钱了该打钱了 若响三声才挂掉说明是其他特殊事情
将约定做好相隔几百里通过曾经约定好的事情 快速形成共识 做出约定的动作被称为协议 协议本质是为了提高协同效率 两台计算机是人的意志的表达因为引进网络就注定计算机之间的距离比较久 所以两台计算机在技术层面上用特定的方式来做好 双方通信时候的协议约定
2.网络协议初识 网络通信时会有那些需求要解决要有那些问题会产生为什么会产生问题? 1. 长距离传送时信号会衰减所以数据有可能异常(数据丢失) 要发送的机器是在远端的网络上的机器有很多 如何能够将机器数据发送后准确找到网络当中其中一台机器 2.定位一台主机的问题 因为网络太长了所以要经历中间节点 就会导致 3. 怎么进行数据转发以及路径选择的问题 只有定位一台主机才能开始传输数据以及路径选择 如明确自己要考研才会好好学习 所以在设计时将不同的功能模块设计成为不同的模块 可以将解决方案 设计为层状结构(每一层解决相同的问题层与层之间没有直接关联)
协议分层 假设你和你的朋友分别在两个不同的楼内你使用你宿舍的台式机给你朋友宿舍的台式机打电话 在打电话这个过程中你认为你和你的朋友在进行直接通信 实际上是 你把话说给了你的台式机通过电话协议将信息传递给另一个台式机此时你朋友的台式机把收到的数据进行协议解析把声音播放到你朋友的耳边
所以分为语言层和通信设备层在逻辑上认为都在和对方层进行通信 层和层之间通过接口的方式来进行互相调用底层的功能 但底层如何实现的上层并不关心 如你打电话时并不关心电话采用的频率是多少 对通信设备层替换 在用手机通信的过程中 虽然底层全部替换掉了但是上层依旧两个人使用汉语来通信 对语言层替换 在用台式机通信的过程中 两个人把语言从汉语变成了英语台式机并不会管那么多台式机依旧是把一个人的数据传给另一个台式机 软件分层后每一层只关注自己同层的功能只使用下一层的接口任何一层出现问题都不会直接影响另一层 减少后期开发者的成本
OSI七层模型 | TCP/IP
OSI (Open System Interconnection) 开放系统互连 七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 是一个逻辑上的定义和规范 分为七层 自底向上为物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 实际上工程实现时会压缩为 物理层 数据链路层 网络层 传输层 应用层 (会话层 表示层 应用层 看作为应用层) 而一般在研究网络协议栈时重点谈软件物理层是有关于网络通信硬件的所以物理层不考虑 采用的网络协议栈为 TCP/IP五层(或四层)模型TCP/IP脱胎于OSI七层模型将会话层 表示层 应用层 看作为应用层 五层物理层 数据链路层 网络层 传输层 应用层 四层 数据链路层 网络层 传输层 应用层 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. 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. (如有个小朋友能够说出简单的字段将信息传给他的爸爸或妈妈 数据链路层的标准是不一样的因为数据链路层的具体实现是在网卡驱动实现的 最常见的标准是 以太网) 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. 红框为主机的内网私有IP地址 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.
可靠的把A数据送到B 如你的老师夸你数学有考100分的能力但并不说明你一定能考100大概率考100也有可能考99 所以就需要可靠的传输数据 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
网络传输基本流程 情况1同一个局域网(子网)
同一个局域网的两台机器可以直接通信 如假设有一天网比较卡同一个寝室的室友想要打游戏所以就打CS构建局域网房间就可以通过进入房间从而一起玩游戏 两个主机通信的本质是 两个主机的操作系统与网络协议栈在通信
数据在两台通信机器中如何流转 同层的每一层都是一种协议每层都要有自己的协议 协议的表现形式协议报头体现出来的
协议报头的理解
网购在网店里面买了一个键盘付款后进行卖家发货收货后并不仅仅是键盘收到的是一个包裹 包裹上有一张纸有姓名地点发货的邮政编码等 你要的就是键盘实际上给你的除了键盘还多了一张纸
这张纸对于你并不是必须的但对于快递员是必须的多出来的这张纸称为报头 报头是工作在快递员那层的在你看来你把报头去掉了 键盘本身也是包装起来的键盘要附上使用说明书使用说明书就会告诉你键盘是什么种类的键盘如何使用等 说明书也可以作为报头 在物流体系中不仅仅在物流商品快递单商品才是物流的主体
当想要发 在吗相当于商品这个商品想要在网络中正常被转发工作在不同层级每一层都必须有对应的协议(表现形式为报头)
每一层协议都要有各自的协议报头加上有效载荷 如收到一个包裹包裹上面的纸称为报头包裹里的东西称之为有效载荷 当要发送消息时并不是将消息直接发送给对方先添加自己应用层的报头然后将报头与有效载荷交付给下一层 在下一层时将上一层的报头和有效载荷 整体看作是 该层的有效载荷 再次添加报头
所有的数据一定先被硬件收到因为冯诺依曼体系规定对于发送方来讲叫做输出 输入时一定是主机的硬件先收到就决定了自底向上收到的 收到后将要将自己的报头与自己的有效载荷分离 分离后将有效载荷交 给上一层 如收到快递后将包裹拆掉将里面的东西拿出来 将报头从上到下贯穿称为封装 将报头自底向上进行交付称之为解包加分用 解包将报头和有效载荷分离 分用将有效载荷交付给上层 协议要支持两个基本功能 1.报头必须要能和有效载荷分离 2.报头必须支持将有效载荷交付给上层被称为数据报分用(分发给上层去用)
局域网通信原理(故事版本)
一般原理
每一个同学都有自己的名字老师大声在教室询问张三为什么布置的作业没有写教室内的所有的同学都听到了 听到后先分析数据数据包的报头是张三有效载荷是作业为什么没做 先将报头与有效载荷分离报头是张三每个人都知道自己不是张三所以每个人在数据链路层将消息丢弃了
有一名同学在数据链路层对比时发现他就是张三 当张三回答老师说老师作业已经做完了 张三给老师发数据包在座的其他同学都能听见 报头为 老师 有效载荷为 作业已经做完了 此时其他同学在数据链路层将消息丢弃了老师在数据链路层对比时发现这名同学就是叫他的 将有效载荷 作业已经做完了向上交付给老师
在这个过程中张三认为和老师直接通信老师也认为和张三直接通信完成一次信息的交互 这种通信原理就被称为 以太网的局域网的通信原理
数据碰撞
在教室内当上课时有一个同学一直在说话扰乱课堂秩序一般这个时候老师会让这位同学出去 因为这位同学说话时会干扰老师或者其他同学说话导致其他人听不清楚 这种情况被称为局域网发生数据碰撞
结论
局域网中任何时刻只允许一个人在向局域网发送消息 任何人要通信需要有唯一的一个标识符对于机器也是如此对于计算机每台计算机都配有网卡 网卡在出厂的时候就在网卡内部写入网卡的sn号(俗称MAC地址全球唯一) (标识符在教室里每个人都有唯一的名字)
情况2跨一个路由器的两个子网 路由器 1.网络层 2.链路层 3.物理层
路由器也是一台主机路由器要能跨网络转发 路由器至少要联两个子网至少要有两个网络接口 在教室内约定好手里拿水杯的人才能说话 令牌环的作用 即 拿水杯时才能说话说完了将水杯交给下一个人下一个人再说 本质是 保证任何时刻 只有一个人说话
路由器要将数据从左侧主机转给右侧主机 要求路由器和左侧主机处于同一子网也和右侧主机处于同一子网 所以一个数据包可以从左侧主机交付到路由器主机 也可以从路由器主机交付到右侧主机 以太网和令牌环中存在更多的主机 当要发送消息时并不是将消息直接发送给对方先添加自己应用层的报头然后将报头与有效载荷交付给下一层
当数据达到数据链路层时 凭什么把数据报交给路由器R而不交给其他主机
所以要面临选择主机的问题而选择主机之前要先标识主机(使用IP地址标识公网中主机的唯一性) IP地址是IPV4对应4字节的整数 如192.168.X.Y 一般IP地址的取值范围是 【0.0.0.0 255.255.255.255】 192.168.X.Y一般是以字符串风格展现出来的被叫做字符串风格的点分十进制方案的IP地址(给人看的) 每一个主机的网络层都有一个路由表 路由表作用当用户发送你好时还要知道给谁发 假设要发给B的IP地址结合IP地址和路由表判定当前数据转发给B A在那一个子网中自己是知道的而B在那个子网中是不知道的只知道B的IP地址 所以A查路由表要有一种能力虽然并不清楚数据要去的IP地址是谁主机能决定数据报一定不是发给自己以太网的其他主机的 如你是计算机专业的学生有自己的学号来了一个你不认识的同学但是你可以通过它的学号判定它是不是计算专业的 若前面学号相同则是否则就不是 IP报头中涵盖一个目的IP称为IPB
将数据线将给路由器R在向下交付给自己的数据链路层添加以太网自己的报头 每一个主机都要有自己的MAC地址 在以太网环境下目的MAC 称为 MR(后面会解释)
IP地址与MAC地址的关系
西游记中唐僧西天取经会在这一路上经历好多城池比如其中一个城池车迟国 当唐僧到达城池的时候国王就会问和尚从哪里来到哪里去 唐僧就会说从东土大唐而来自西天取经而去 国王又问上一站从哪里来下一站去哪里 唐僧回答上一站从黑风岭逃出来的下一站去女儿国
此时唐僧身上有两套地址一套地址是从东土大唐要到西天取经叫做源IP和目的IP 另一套地址是上一站从黑风岭来下一站去女儿国叫做原MAC地址与目的MAC地址 询问国王的过程就是 查路由表的过程
IP地址作用是为报文定制最终目标路上根据该地址进行路径选择 MAC地址作用是根据路径选择的结果来选择下一跳主机 填MR的原因 上一层查路由表时发现 要去路由器R所以MR表示路由器的MAC地址 将数据链路层的报文 设为M 路由器工作在网络层因为只有IP有路由表以及IP地址所以报文在路由器中要做一次向上交付 路由器经过路由发现目的IP为IPB正好为路由器向下连接的IP地址 所以路由器会将对应的报文向下交付 此时的报文会将报头的MAC地址由MR替换成MB 即主机B的MAC地址 由原来的下一跳路由器变为下一跳主机B 将报文进行向上交付将有效载荷 与报头分离 同层协议就认为自己在向对方直接发数据 而对于数据链路层来说可能不一样
网络通信的理解 学校有五层的教学楼以及三层的保安室 在学校中有很多条的路和岔路口
假设你是你们班的班长你们班的考试成绩出来了你们班的班主任把你叫到教学楼A的五楼给了你一个档案袋 让你把它交给教学楼B的五层的教学组长
因为路在一楼所以你必须得先下楼 学校规定每个楼的第三层都必须呆一个保安大爷 所以你在下楼时下到三楼就问保安大爷路该怎么走 大爷说不是很清楚告诉你保安室2怎么走让你去保安室2去问问那里面的保安大爷
来到保安室2后爬上三楼问里面的保安大爷教学楼B怎么走 此时保安大爷告诉你怎么走才能到教学楼B
但是你并不能直接到教学楼B因为路在一楼所以你必须得先下楼
来到教学楼B后爬上三楼再次询问这里的大爷 是否为B栋大爷说是 所以你才继续上到五楼找到教导主任
在网络通信时网络通信的所有报文最终都必须在网线上跑 就决定了所有的报文至少要交给每一个主机最底层的物理层或数据链路层 若为上层协议就必须得自顶向下交付而到了目标主机要自底向上交付
