说明

只有通过网络协议，才能使一大片机器互相协作、共同完成一件事

协议三要素

语法：“如何写”，内容书写的规则格式
语义：“讲什么”，内容的实际含义
语序：“讲啥先”，内容的执行顺序

一个网络请求包

  • 是什么：具体内容
  • 啥样式：应用层（DNS/HTTP/HTTPS）封装，将封装包交给下一层完成（socket编程实现）
  • 咋处理：传输层（UDP/TCP）封装，封装包交给网络层
  • 交给谁：网络层（IP）封装，源 IP地址和目标 IP地址

  • 先去哪

    • 操作系统启动的时候，会被 DHCP协议配置 IP地址以及默认网关的 IP地址
    • 操作系统根据 IP判断属于内网还是外网，外网需要经过网关
    • 操作系统将包含目标 IP的 ARP请求广播到网络上的所有主机，接收返回信息并确定目标的物理 MAC地址
    • 操作系统将 IP包交给下一层，即 MAC层
    • 由于该包含有 MAC地址，所以可以抵达网关

      OSI七层模型

  • 物理层

    • 作用：比特流传输，定义一些电器，机械，过程和规范，如集线器
    • PDU（协议数据单元）：bit/比特 设备：集线器HUB
    • 注意：没有寻址的概念，PDU只有当需要跟别人通信时候才有
    • 协议：网络跳线
  • 数据链路层
    • 作用：定义如何格式化数据，支持错误检测；提供介质访问、链路管理等
    • 典型协议：以太网，帧中继（古董级VPN）
    • PDU：frame（帧） 设备:以太网交换机
    • 备注：减缓及通过MAC地址转发数据，逻辑链路控制
    • 协议：ARP，地址解析协议（Address Resolution Protocol）用于通过IP来查找基于IP地址的计算机网卡的硬件地址；VLAN；STP
  • 网络层
    • 作用：寻址，定义一个逻辑的寻址，选择最佳路径传输，路由数据包
    • PDU：packet/数据包 设备：路由器
    • 典型协议：IP，Internet Protocol，网络之间互连的协议，在因特网上发送和接受数据包，以一种逻辑的方式隔离广播，真正起到定位作用的MAC，无数据恢复能力；IP地址：IP协议提供的一种统一地地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异；IPX，ICMP，ARP（ip->mac），IARP，OSPF
  • 传输层
    • 作用：负责网络传输和会话建立
    • 典型协议：TCP，UDP，SPX，port（65535个端口），EIGRP，OSPF
    • PDU：fragment段
  • 会话层
    • 作用：控制会话，建立、管理、终止应用程序会话
    • 典型协议：NFS，SQL，ASP，PHP，JSP，RSVP（资源预留协议），windows
  • 表示层
    • 作用：格式化数据，可以提供加密服务
    • 典型协议：ASCII，JPEG，PNG，MP3，WAW，AVI

  • 应用层

    • 作用：控制应用程序，为应用程序提供网络服务
    • 典型协议：telnet，ssh，http，ftp，rip，BGP，DHCP，SMTP，URI

      网络组成

  • VLAN

    • 虚拟局域网，VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的网络—即广播域
    • 同一个VLAN间，可以相互通信；不同VLAN，若不做配置，不能相互通信
      • 不同VLAN，需要单臂路由与三层交换机
  • 单臂路由与三层交换机
    • 要实现不同VLAN间通信，就必须要有路由功能
    • 单臂路由
      • 普通二层交换机加路由器
    • 三层交换机
      • 带有路由功能的（二层）交换机
  • 网关
    • 网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连
    • 网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址，网关在网段内的可用IP中选一个，一般取第一个
    • 在没有路由器的情况下，不同的两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使两个网络连接在同一台交换机（或集线器上），TCP/IP协议会根据子网掩码判定两个网络中的主机处在不同的网络
  • DNS
    • 域名解析服务器，把网址变成IP地址的服务器
  • MAC
    • 物理地址，每台设备的MAC地址都是唯一的
  • 子网掩码
    • 为了区分网络位和主机位