javaSE————网络原理

今天巨无聊，全是概念，重点记一下五元组，TCP/IP五层模型和OSI七层调用模型，大家这期就当看故事啦；

1，网络发展史

1）独立模式

我们刚开始使用计算机呢，客户端的数据不是共享的，如果有一个人想要办理业务，而这个业务所需的资源是在三台电脑上，那么这个人就需要在这三个电脑上不断的办理任务，而其他人想要办理业务，还需要等到前一个人办理完，效率非常低，那怎么办，我们就改进；

2）网络互联

接下来我们就使用网络进行计算机资源的共享，让多个计算机可以一起办理业务，达成数据共享，即网络通信，我们可以根据网络互联的规模分为局域网和广域网；

3）局域网LAN

局域网是本地，局部构建的一种私有网络，又被称为内网，局域网内的主机能够实现网络通信，局域网和局域网在没有连接的情况是不能进行通信的；

组件局域网等待方式也有很多种，可以通过网线直连，也可以通过交换机相连，还可以通过集线器相连，还可以通过路由器连接交换机在与多个主机相连；

4）广域网WAN

广域网就是多个局域网完成了连接，很多很多的局域网都能进行网络通信，我们其实可以把咱们中国的网络看成一个巨大的广域网，我们管内部叫做内网，外面的就是我们常说的外网，有很多人可能对此不满，但这也是保护我们的一种方式，起码我们活的挺快乐的；不说了，再说被封了，哈哈哈哈哈哈；

2，网络通信基础

1）IP地址

那么，广域网这么大，我们怎么能准确找到每个主机的所在呢，我们就使用IP地址来标识每个网络主机和网络设备的网络地址，我们可以通过CMD看自己主机的地址，输入这个命令ipconfig，就能看到了，那个IPv4地址就是我们的地址啦；

2）端口号

端口是啥玩意，我们有了地址，那么电脑发送或者我们接收了一个数据，难道我们只是通过地址就能知道吗，我们知道了地址，但不知道是哪个软件发送或者接收这个数据，比如发来一个QQ的数据报，那我们去给CSDN吗，不，我们应该是找到QQ的端口号，之后把这个数据给到QQ，让QQ来做相应的操作；

我们可以把网络通信可以看成送快递，我们把IP地址看作收货地址，把端口号看作收件人；

3）认识协议

我们现在能找到地址和端口号了，我们网络传输的是二进制的数据，那么我们传入一段二级制指令，对方是怎么知道我们传的是什么东西呢，之前说过，图片，音频和视频都是二进制的指令，我们到一个数据报，我们怎么知道这是啥文件呢，去使用什么编码方式呢，所以就需要大家都统一一下，我们就约定网络传输的格式，我们就管它叫协议；

协议的最终体现呢，就是网络传输数据报的格式；

4）五元组

在TCP/IP协议中，我们使用五元组来标识网络通信：

1，源IP：标识源主机

2，源端口号：标识源主机中该次通信发送的进程

3，目的IP：标识目的主机

4，目的端口号：标识源主机中该次通信接收的进程

5，协议号：标识发送进程和接收进程双方约定的格式

5）协议分层

啥事协议分层呢，我们的协议很多，很复杂，我们把它分为不同层次的协议，让每个协议尽可能有自己的功能，OSI七层模型和TCP/IP五层模型，都把每层划分了很多不同的功能；

OSI七层调用模型：

这个我们大概了解即可，我们也是从网上扒下来的，我们会重点去学习应用层； 

TCP/IP通讯协议：

TCP/IP模型其实就是OSI七层协议模型，只不过把OSI重新划分了一下，TCP/IP通讯协议采用五层的层级结构，每一层都可以呼叫下一层来给自己提供网络需求；

5层，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。

4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，还有UDP。

3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。

2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。

1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。

这也是扒来的，下面我用自己的理解讲讲：

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5，应用层：

就是我们拿到了包裹（数据包）后怎么样~

4，传输层：

任意两个设备的通信，不考虑传输过程，只考虑起点和终点；

3，网络层：

任意两个设备的通信，考虑中间的过程，传输过程可能有很多的交换机啥的；

2，数据链路层：

完成相邻两个设备之间的通信；

1，物理层：
规定网络通信中一些硬件设施的符合要求：

我们拿送快递来举一个例子，比如我们网购一个手机，

我们拿到手机之后怎么使用，就是应用层；

商家发货的寄件方后收件方的地址，就是传输层；

物流公司关心包裹是咋传输的，就是网络层；

大车司机关心今天送到哪个地方，一个一个节点之间，就是数据链路层；

TCP/IP协议栈其实里面包含了很多协议，但是最重要的就是TCP/IP协议了，我们再来谈谈主机，交换机和路由器都涉及到哪些层次：

1，主机    工作涉及到    物理层到应用层（通过应用层满足数网络通信的要求）；

2，路由器    工作涉及    物理层到网路层（组件局域网，进行网络数据报的转发）；

3，交换机    工作涉及到    物理层到数据链路层（对路由器接口的扩展，不需要考虑组网问题）；

3，网络通信基本流程

不同的协议层对数据包有不同的叫法，在传输层叫段，在网络层叫数据报，在数据链路层叫数据帧；

应用层数据包，往往是结构化数据：

我们发送数据的时候，会把结构化数据变成二进制比特流或者字符串，我们叫做序列化；

我们接收数据的时候，会把二进制比特流或者字符串变成结构化数据，我们叫做反序列化；

流程：

我们使用QQ，发送Hello给对方；

1，应用程序获取用户输入，构造一个应用层数据包，会遵守应用层协议（往往是程序员自己定制的）

我们假设约定的格式为(发送者QQ，接收着QQ，消息时间，消息正文)；

2，应用层调用传输层API（socket api）把数据交给传输层，把数据拿到后，构造出传输层数据包，

传输层的协议主要就是TCP和UDP；

我们拿TCP数据包举例，

TCP数据包 = TCP报头（TCP功能的相关属性） + TCP载荷（就是应用层的数据包）；

数据包就变成这样的了； 

3，传输层数据包构造好之后，就会调用网络层的API，把传输层的数据包交给网络层，网络层来处理数据包，网络最重要的协议，IP协议我们又会加一个IP报头，

IP数据包 = IP报头（包含很多信息，包括源IP和目的IP）  +  IP载荷（整个传输层的数据包）；

在这些报头中还包含了上一层所用协议的内容，

4，IP协议继续调用数据链路层的API，把IP协议交给数据链路层，数据链路层的核心协议，以太网，根据以太网这个协议会在网络层的基础上进一步加工

以太网数据帧 = 帧头 + 载荷 + 帧尾

5，以太网继续把数据帧给硬件设备（网卡）

网卡会把二进制的比特流发送出去，这才成功的发送出去 。

发送数据我们我们从上到下的过程我们称为封住，

反过来接收数据的时候我们从下到下的过程我们称为复用；

讲完了~~~~