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基础网络知识

这是给骷髅宝宝（还有电子专业学生）看的！

协议

协议由三部分组成，分别是语法、语义和同步

这里的协议侧重指通讯协议

语法

规定了数据传输的格式和结构，规定了数据出现的一定顺序

语义

规定发送/接收要完成的操作，包括协议控制报文或成分含义的约定

同步

控制事件实现的顺序和速度的匹配

协议栈

呈现出层次结构，第n-1层对第n层提供服务；第n层又建立在第n-1层的基础上的协议结构称为协议栈

协议栈中的每一层都称为实体

不同机器（通讯对象）上对应层的实体叫做对等体，对等体之间能且只能通过对应层次的协议进行通信

基本的协议栈模型就是C/S模型（客户端-服务器模型）

C/S模型简介

客户机负责主动发起链接

服务器接受请求并提供资源

两者确立通信连接可以是全双工、半双工，但一般不能是单工的——二者要建立双向通信连接

条件如下：

• 客户机必须知道服务器的地址（服务器不需要知道客户机的地址）
• 服务器可以同时处理多个远程或本地客户请求

TCP-IP协议栈

网络通信使用TCP-IP协议簇，其中最重要的协议就是TCP协议和IP协议，这两个主要协议和其他协议一起构成了TCP-IP协议栈

OSI规定了通讯协议的七层模型，其中从低到高每一层实体的功能解释如下：

• 物理层

  传输电信号，是纯物理层面的内容，会使用明文传递比特数据

  网口RJ-45物理接口和电平定义就由这一层规定，同时确定了信号传输的时序等

  网络硬件工程师一般和这一层打交道

• 数据链路层

  负责建立相邻节点的连接，以帧为单位

  硬件物理地址（MAC地址）工作在这一层

  使用ARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）协议提供IP地址解析的支持

• 网络层

  传递路由数据（传输路径）

  IP协议工作在这一层，所以网络层也可以简称为IP层

  主要协议包括IP、ICMP、IGMP，负责处理发报请求、转发到适当网络接口、处理数据报、选择路由、处理异常等任务

• 会话层（对话层）

  调配端到端的传输方式来最好地利用网络资源

  负责使用TCP、UDP等协议处理端到端通信，要求将上层数据信息流格式化为底层能接受的数据包，并提供可靠的传输方式

• 表示层

  提供格式化表示转换服务，包括数据的各种处理，会将数据从抽象语法（上层应用程序的API）转换为OSI系统内的语法

• 应用层

  确定应用间的通信性质以满足用户需要，并对上层应用程序提供API接口

  网络程序员主要和这一层打交道，需要根据用户需求调用API进行程序设计开发

  提供HTTP、SNMP、FTP、DNS、Telnet等协议

IP地址简介

IP地址是连接在因特网中设备进行唯一标识的设备编码

IPv4协议中的IP地址由0到2^32-1空间中的32位二进制数组成，即0到42940967295

为了便于人类记忆，将32位二进制数分成4段，每段8位，中间用点.隔开，将每8位二进制数独立转换为十进制数，称为点分十进制表示法

其中将IP地址分成网络地址和主机地址，如下进行区分

网络类	网络地址长度	主机地址长度	最大网络地址数	最大主机地址数	类型	类标识
A	1B	3B	126	16777214	大型网络	0
B	2B	2B	16383	65534	中型网络	10
C	3B	1B	2097151	254	小型网络	110
D					多点播送网络	1110
E					保留地址	11110

后来随着上网设备增多，感觉地址不够用了，就再将主机地址细分为子网地址和主机地址，使用子网掩码进行区分

子网掩码是32位的地址掩码，对应于网络地址和子网地址的掩码位设置为1，对应主机地址的掩码位设置为0，将子网掩码与IP地址进行按位与操作即可得到子网地址，这样就做到了区分子网地址位和主机地址位的作用