hankviv
commented
4 years ago Open hankviv opened 4 years ago
hankviv
commented
4 years ago hankviv
commented
4 years ago 通讯示例：
只要是在网络上跑的包，都是完整的。可以有下层没上层，绝对不可能有上层没下层。 对 TCP 协议来说，三次握手也好，重试也好，只要想发出去包，就要有 IP 层和 MAC 层，不然是发不出去的。
hankviv
commented
4 years ago 物理层： 水晶头的第 1、2 和第 3、6 脚，它们分别起着收、发信号的作用。将一端的 1 号和 3 号线、2 号和 6 号线互换一下位置，就能够在物理层实现一端发送的信号，另一端能收到。 集线器Hub，这种设备有多个口，可以将多台电脑连接起来。和交换机不同，集线器没有大脑，它完全在物理层工作。Hub采取的是广播的模式，每一台电脑发的包会发给所有端口的设备。
hankviv
commented
4 years ago 数据链路层（MAC层） MAC地址： MAC地址是48位的（6个字节），通常表示为12个16进制数，如08:00:20:0A:8C:6D 就是一个MAC地址。其前3字节(24位)表示给不同厂家分配的代码，区分不同的厂家。后3字节由厂家自行分配， Mac地址用于在同一网段内通讯内标识身份。因为mac地址没有层次概念，只是一个唯一的标识。
Hub采取的是广播的模式，任何一条消息，其他所有主机都能收到。这就要解决几个问题：
1.这个包是发给谁的？谁应该接收？
2.大家都在发，会不会产生混乱？有没有谁先发、谁后发的规则？
3.如果发送的时候出现了错误，怎么办？
MAC的全称是Medium Access Control，即媒体访问控制。来处理这些问题。
1.使用Mac地址来标记，有了这个目标Mac地址，数据包在链路上广播，如果收到消息的设备和目标Mac地址吻合，就接收消息。 2.媒体访问控制，就是控制在往媒体上发数据的时候，谁先发、谁后发的问题。防止发生混乱，称为多路访问。有很多算法可以解决这个问题。如： ①划分不同信道，信道划分； ②轮流来，叫作轮流协议； ③直接发，发现堵等会在发，我们叫作随机接入协议。以太网用的就是这个方式。 3.对于以太网，第二层的最后面是CRC，也就是循环冗余检测。通过 XOR 异或的算法，来计算整个包是否在发送的过程中出现了错误。
交换机：
因为 Hub物理设备， 是广播的，不管某个接口是否需要，所有的 Bit 都会被发送出去，然后让主机来判断是不是需要。所以会导致资源浪费，二层的交换机就会按照某个端的mac地址和这个mac地址是否匹配来做转发，不会发给所有人。
交换机具有学习功能，一开始不知道每个端的mac地址，当某个端发出一个消息后，还是要广播出去，但是由于会带一个src的mac地址，交换机就记住这个端的mac地址（在本地维护一张转发表），等下次有消息dst到这个mac地址的时候，交换机就只会转发到这个端口。
ARP 协议
一个广播的网络里面接入了 N 台机器，我怎么知道每个 MAC 地址是谁呢？这就是ARP 协议，也就是已知 IP 地址，求 MAC 地址的协议。
已知 IP 地址，求 MAC 地址的协议。向广播地址发送arp包，dst的mac地址为空，如果有人收到ip和自己一致，就回复这个消息到src的mac地址和ip，并且带上自己的mac地址。
为了避免每次都用 ARP 请求，机器本地也会进行 ARP 缓存。当然机器会不断地上线下线，IP 也可能会变，所以 ARP 的 MAC 地址缓存过一段时间就会过期。
wireshark抓包
广播询问：
响应：
hankviv
commented
4 years ago 网络层
Mac地址解决了同网段的通讯，但是如果跨越网段如何通讯呢。
如果是同一个网段，那就没网关什么事情，直接将源地址和目标地址放入 IP 头中，然后通过 ARP 获得 MAC 地址，将源 MAC 和目的 MAC 放入 MAC 头中，发出去就可以了。
如果不是同一网段，这就需要发往默认网关 Gateway。Gateway 的地址一定是和源 IP 地址是一个网段的。往往是主机号是第一个或者第二个。 网关一般是一个路由器，三层的网络设备。它会把 MAC 头和 IP 头都取下来，然后根据IP地址，看看接下来把包转发到哪里。 网关会查看自己的路由表，路由表对应的是下一跳的IP，然后网关将下一跳的IP转化为Mac地址，替换源Mac和目标Mac后，发送。 网关转发的时候，会改变来源Mac地址和目标Mac地址，目标Mac地址就是路由表对应的下一跳的地址。但是不会改变来源IP和目标IP。
改变IP地址的网关我们称为NAT网关，因为我们要和外网通讯，如果私有的内网IP要替换成一个公网唯一的IP。
NAPT会把IP 地址 + 端口号一起进行转换。来避免如果两个私网同时使用相同端口通讯的话。无法标记私网地址的问题。
两个私有 IP 地址都转换 IP 地址为公有地址 120.229.175.121，但是以不同的端口号作为区分。于是，生成一个 NAPT 路由器的转换表，就可以正确地转换地址跟端口的组合，令客户端 A、B 能同时与服务器之间进行通信。
网关的转发规则分为静态路由和动态路由，由系统管理员事先设置好固定路由转发表称之为静态路由表，根据路由协议算法生成动态路由表，随网络运行状况的变化而变化。称为动态路由表。
hankviv
commented
4 years ago 传输层:
传输层里比较重要的两个协议，一个是 TCP，一个是 UDP。最常用的就是这两个协议。 TCP 是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。 TCP 是一个工作在传输层的可靠数据传输的服务，它能确保接收端接收的网络包是无损坏、无间隔、非冗余和按序的。
UDP 和 TCP 有什么区别呢？分别的应用场景是：
UDP 不提供复杂的控制机制，非常简单，头部只有 8 个字节（ 64 位），UDP 的头部格式如下：
TCP 和 UDP 区别：
由于 TCP 是面向连接，能保证数据的可靠性交付，因此经常用于：
由于 UDP 面向无连接，它可以随时发送数据，再加上UDP本身的处理既简单又高效，因此经常用于：
端口号：
端口号用来标识本机应用进程。
hankviv
commented
4 years ago 参考数据：
OSI标准： ISO（国际标准化组织。） 制定了一个国际标准OSI（Open Systems Interconnection开放式通信系统互联参考模型） ，对通信系统进行了标准化。现在，OSI所定义的协议虽然并没有得到普及，但是在OSI协议设计之初作为其指导方针的OSI参考模型却常被用于网络协议的制定当中。
TCP/IP协议： TCP/IP并非ISO所制定的某种国际标准。而是由IETF（Internet Engineering Task Force） 所建议的、致力于推进其标准化作业的一种协议。 TCP/IP协议最终流行的原因是在他标准化过程中，具有两大特点： 一是具有开放性，IETF本身就是一个允许任何人加入进行讨论的组织。每个人都可以参与进来。 二是注重实用性，在制定协议的时候，首要任务是实现真正能够实现通信的技术。
协议 协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种“约定”。这种“约定”使那些由不同厂商的设备、不同的CPU 以及不同的操作系统组成的计算机之间，只要遵循相同的协议就能够实现通信。
网络为什么要分层？ 复杂的程序都要分层，这是程序设计的要求。各层相互独立，模块化，降低了整个模型的耦合度。每个层都可以独立扩展。