目录
一、网络发展史
（一）独立模式
独立模式：计算机之间互相独立。
（二）网络互联
网络互联：将多台计算机连接到一起，完成数据局共享。
数据共享的本质是网络数据传输，及计算机之间通过网络来传输数据，也称为网络通讯。
根据网络互联的规模不同，可以划分为局域网和广域网。
1、局域网LAN
局域网，即 Local Area Network，简称LAN。
Local 即标识了局域网是本地，局部组建的一种私有网络。
局域网内的主机之间能方便的进行网络通信，又称为内网；局域网和局域网之间在没有连接的情况
下，是无法通信的。
局域网组建网络的方式有很多种：
（1）基于网线直连
（2）基于集线器组建
（3）基于交换机组建
（4）基于交换机和路由器组建
2、广域网
广域网，即 Wide Area Network，简称WAN。
通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理上组成很大范围的网络，就形成了广域网。广域网内部的局域网都属于其子网。
二、网络通讯基础
（一）IP地址
概念
IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，IP地址用于定位主机的网络地址。 就像我们发送快递一样，需要知道对方的收货地址，快递员才能将包裹送到目的地。
格式
IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节），如：01100100.00000100.00000101.00000110。 通常用“点分十进制”的方式来表示，即a.b.c.d的形式（a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数）。 如：100.4.5.6。
（二）端口号
概念
在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。
简单说：端口号用于定位主机中的进程。
类似发送快递时，不光需要指定收货地址（IP地址），还需要指定收货人（端口号）。
格式
端口号是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定一个端口号，来发送及接收网络数据。
问题:
有了IP地址和端口号，可以定位到网络中唯一的一个进程，但还存在一个问题，网络通信是基于二进制0/1数据来传输，如何告诉对方发送的数据是什么样的呢?
网络通信传输的数据类型可能有多种：图片，视频，文本等。同一个类型的数据，格式可能也不同，如发送一个文本字符串“你好！”：如何标识发送的数据是文本类型，及文本的编码格式呢?
基于网络数据传输，需要使用协议来规定双方的数据格式。
三、协议
当程序收到数据后，程序如何理解数据的含义呢。
网络协议，就是通讯双方对于发送/接受数据格式的约定。多个主机都能认同并遵守同一套协议，此时通讯才是有意义的。
协议（protocol）最终体现为在网络上传输的数据包的格式。
计算机之间的传输媒介是光信号和电信号。通过 “频率”和“强弱”来表示0和1这样的信息，要想传递各种不同的信息，就需要约定好双方的数据格式。
四、五元组
在TCP/IP协议中，用五元组来标识一个网络通讯：
- 源IP：标识源主机
- 源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程
- 目的IP：标识目的主机
- 目的端口号：表示目的主机中该次通信接收数据的进程
- 协议号：标识通信双方约定的数据格式
五元组在网络通信中的作用，类似于发送快递：
五、协议分层
如果我们设计一个协议，要完成网络通信中方方面面的问题，势必会使这个协议非常复杂，非常庞大。于是进行拆分，把一个大的协议拆分成若干个小的，功能单一的协议，然后把这些协议进行归类，也就是协议分层。
协议分层后，只有相邻两层协议之间能进行交互，上层协议可以调用下层协议，下层协议可以为上层协议提供服务（协议之间的交互，不能跨层进行）。
就像公司管理员工，设置了不同层级的职务，分层级管理，下达通知或者报告消息也是相邻两层之间进行的，不能跨级汇报。
分层起到了封装和解耦合的效果：
- 封装：
上层协议，不需要了解下层协议的细节。打电话的人，只要会说话就行了，不需要理解电话机的工作原理。
- 解耦合：
分层之后，灵活地替换其中的某一层，对整体的工作过程影响很小
（一）OSI七层网络模型
OSI七层网络协议划分为以下七层：
OSI 七层模型既复杂又不实用：所以 OSI 七层模型没有落地、实现。
实际组建网络时，只是以 OSI 七层模型设计中的部分分层，即是以下面的TCP/IP五层（四层）模型来实现的。
（二）TCP/IP五层（四层）网络模型
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。
通俗的来说：
- 应用层：比如网购，只需要包裹拿到之后怎样使用。
- 传输层：两个任意设备之间的通信，不考虑中间过程，只考虑起点和终点。就像卖家只需要关心收件人的信息。
- 网络层：任意两个设备如何进行通信，在这两个设备之间可能隔着许多交换机和路由器，需要考虑通信的中间过程是怎么样的。就像物流公司需要规划好路线怎样使包裹一步一步到达买家手中。
- 数据链路层：使完成两个相邻设备之间是如何进行通信的，通过网线将电脑连到路由器/交换机上。就像快递小哥派送包裹，考虑的是相邻节点。
- 物理层：规定了网络通信中一些硬件设施符合的要求。
为什么TCP/IP有五层和四层的叫法呢？
因为数据链路层和物理层都是和硬件设备直接相关的，所以也能把数据链路层和物理层看成一个整体，所以就是四层了。
（三）网络设备所在的分层
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，也即是TCP/IP五层模型的下四层；
对于一台路由器，它实现了从网络层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下三层；
对于一台交换机，它实现了从数据链路层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下两层；
对于集线器，它只实现了物理层；
注意我们这里说的是传统意义上的交换机和路由器，也称为二层交换机（工作在TCP/IP五层模型的下两层）、三层路由器（工作在TCP/IP五层模型的下三层）。
随着现在网络设备技术的不断发展，也出现了很多3层或4层交换机，4层路由器。我们以下说的网络设备都是传统意义上的交换机和路由器。
六、网络数据通信的基本流程
发送信息
1、应用层
当应用程序获取到用户的输入，就会构建一个应用层的数据包，这个应用层数据包就会遵守应用层协议，按照约定的格式，将数据打包。
假如按照发送者账号、接受者账号、消息时间、消息正文的格式来打包数据：
2、传输层
应用层调用传输层提供的API，把数据交给传输层，传输层拿到数据，构造出“传输层数据包”。
传输层的协议主要有两个，这里以TCP协议举例：
传输层拿到数据，在应用层数据包前添加TCP报头，构造出“传输层数据包”
TCP数据包=TCP报头+TCP载荷。报头中包含了源端口号、目的端口号。
3、网络层
传输层构造好数据后，调用网络层的API，把传输层的数据包交给网络层，网络层继续处理。
网络层最主要的协议使IP协议，IP协议继续对传输层数据包加工，在前面加上IP报头：
IP数据包=IP报头+IP载荷。报头中包含了源IP、目的IP。
4、数据链路层
IP协议继续调用数据链路层的API，将IP数据包交给数据链路层。
数据链路层最核心的协议是“以太网协议”，再在网络层数据包上进行加工。
以太网数据帧=帧头+载荷+帧尾。
5、物理层
以太网协议将以太网数据帧交给硬件设备（网卡），网卡会把上述二进制数据，最终以光信号/电信号、电磁波信号传播出去。
接收信息
1、物理层
数据到达接收方的网卡，这些信号就会被解析成二进制数据。再将数据交给上层的数据链路层。
2、数据链路层
数据链路层按照以太网协议进行解析，将报头和报尾取出来，剩下的往上传递给网络层。
3、网络层
网络层拿到这个数据之后，按照IP协议的格式解析后，去掉IP报头，继续向上传递给传输层。
4、传输层
传输层拿到数据之后，按照TCP协议解析，取出载荷通过TCP报头中的目的端口号交给应用层。
5、应用层
应用层解析应用层数据包，显示到界面上。
