【Linux】网络编程 - 基础概念

目录

一.OSI七层模型vsTCP/IP五层模型

1.一些周边概念

2.OSI七层模型

3.TCP/IP五层模型

4.网络传输流程图

二.什么是MAC地址

三.什么是IP/IP地址

1.什么是IP

2.什么是IP地址

四.什么是端口号

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一.OSI七层模型vsTCP/IP五层模型

1.一些周边概念

局域网vs广域网

网络互联: 多台计算机连接在一起, 完成数据共享

局域网LAN: 多台计算机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

以太网/令牌网都属于局域网, 是局域网的一种

所谓LAN和WAN只是一个相对的概念, 一个广域网也可以看做一个比较大的局域网

协议

协议是一种约定

计算机生产厂商有很多;计算机操作系统,也有很多;计算机网络硬件设备,还是有很多;

如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够相互顺畅的通信?

就需要有人站出来,约定一个共同的标准,大家都来遵守,这就是网络协议;

协议分层

为了方便维护, 和降低维护or使用的成本, 庞大的网络协议不可能集中在一起, 而是有条理, 有目的的, 将网络划分出层次, 将不同的协议封装在不同层之中, 相互协作来完成网络的工作

2.OSI七层模型

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;把网络从逻辑上分为了7层.每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机;OSI七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输;它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整.通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯;但是,在最终的网络实现中,把上三层合并为了应用层, 实际的实现并被广泛应用的是TCP/IP五层模型

OSI七层模型示意图:

3.TCP/IP五层模型

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.

TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求.

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.

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.

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.

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.

对于一台主机,它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;

对于一台路由器,它实现了从网络层到物理层;

对于一台交换机,它实现了从数据链路层到物理层;

对于集线器,它只实现了物理层

TCP/IP五层模型映射到我们使用的计算机, 各层由计算机的哪一部分来维护? (初步认知)

应用层         -----         软件

传输层         -----         OS

网络层         -----         OS

数据链路层  -----         驱动

物理层         -----         电路/网卡

4.网络传输流程图

在同一个以太网, 基于TCP/IP的通信模型

 

在不同局域网中, 基于TCP/IP的通信模型 

二.什么是MAC地址

MAC地址是数据链路层协议的内容

MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;

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)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).

三.什么是IP/IP地址

1.什么是IP

IP是整个TCP/IP协议族的核心，也是构成互联网的基础。IP位于TCP/IP模型的网络层(相当于OSI模型的网络层)，它可以向传输层提供各种协议的信息，例如TCP、UDP等；对下可将IP信息包放到链路层，通过以太网、令牌环网络等各种技术来传送。为了能适应异构网络，IP强调适应性、简洁性和可操作性，并在可靠性做了一定的牺牲。IP不保证分组的交付时限和可靠性，所传送分组有可能出现丢失、重复、延迟或乱序等问题。

                                                                                                                ------ 摘自百度

2.什么是IP地址

IP地址是网络层协议的内容

IP协议有两个版本, 分别是IPv4和IPv6, 在学习中以IPv4为重点也是基础来进行学习

IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址

对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数

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;

四.什么是端口号

端口号(port)是传输层协议的内容

端口号是一个2字节16位的整数;

端口号用来标识一个进程, 告诉操作系统, 当前的这个数据要交给哪一个进程来处理;

IP地址+端口号能够标识网络上的某一台主机的某一个进程;

一个端口号只能被一个进程占用, 而一个进程可以具备多个端口号