[网络协议]计算机网络基础

本篇我计划简单整理计算机网络中经常出现的抽象概念。这里只做简单基础介绍，具体类似报文格式、功能实现等不做赘述，对于热点协议后面会专门出博客介绍：

URI 和 URL

URL：全称统一资源定位器，网络上每个信息资源都有唯一地址。它标识了一个互联网资源，并指定获取操作该资源的方法。比如：https://www.baidu.com/，后面 www.baidu.com 可以定位到资源地址，前面 HTTPS 标识该资源可以通过 HTTP 协议获取

URI：全称统一资源标志符，通过它也可以确定网络上的唯一资源，区别在于它是某种规则下唯一的产物

举个例子：全北京有很多姓张的老头，但它们所在的小区不同。URL 此时就可以看做：回龙观小区张老头、天通苑小区张老头。。。也就是说：URL 先确定位置，再确定资源，通过这种方式找到唯一资源、而 URI 就类似身份证，通过身份证无论老头在哪都可以区分出来。两者都可以区分出唯一资源，不过 URI 范围更广，URL 更像 URI 的子集

一般情况下我们更倾向通过 URL 访问资源，使用 URI 访问资源意味着不分区域，此时访问格式可能变成这样：123456.html，很难理解

TCP/IP 协议族

TCP/IP 是一组协议，包含：TCP、UDP、IP、DNS、FTP、HTTP 等，通常我们所使用的网络就在 TCP/IP 的基础上运作。至于为什么这样命名，大概是因为协议族中，TCP、IP 协议最重要

协议：是指规则的约定，只有满足相关约定才能交换数据

TCP/IP 最重要的一点在于分层，按层次分为 应用层、传输层、网络层、数据链路层

• 应用层：向用户提供应用服务时通信的活动，包含 DNS、FTP、HTTP 协议
• 传输层：提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输，包含 TCP、UDP 协议
• 网络层：处理网络上流动的数据包，数据包是网络传输的最小格式，网络层会在众多的选项内选择一条传输路线
• 数据链路层：处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动等

利用 TCP/IP 协议族进行网络通信时，发送端从应用层往下走，接收端则从链路层往上走：

应用层 -》 报文 -》 传输层 -》 TCP 报文段 -》 网络层 -》 IP 数据包 -》数据链路层 -》 网络架构 -》到达对应服务器从后往前走

发送报文依次添加：TCP 首部、IP 首部、以太网首部、接收报文后依次去除首部，最后提交到上层应用。这种一层一层添加首部的方式也叫封装

协议和服务

在学习 DNS 时，有些地方说它是协议，有些地方说它是服务。协议本身又只是一组规则，有点云里雾里

事实上，两者还是有本质区别的：协议是水平的，服务是垂直的

协议是水平的：回想 TCP/IP 协议族，正是因为客户端和服务器应用层都实现了 HTTP 协议，客户端发送的 HTTP 报文才能被解析处理。也就是说：通过协议可以保证消息发出后可以被正常解析并处理

服务是上下层之间的：传输层为应用层提供服务，即下层通过接口为上层提供服务。只有实现了本层的协议，才能对上层提供服务，而要想实现本层的协议，必须调用下层的服务（数据链路层基于物流组件（光纤）实现）

回到 DNS，它本身是协议，而它的实现才是服务，两者还是有区别的：应用层基于 TCP、UDP 服务实现 DNS 协议，因为实现 DNS 协议，才可以提供 DNS 服务。这也是有些地方说 DNS 是协议，有些地方说 DNS 是服务的原因，角度不同，结果不同

IP、IP 地址、MAC 地址

IP 是 IP 协议，它位于网络层，几乎所有使用网络的程序都会用到 IP 协议，主要作用是把各种数据包传输给对方。要想把数据包传递给对方就离不开 IP 地址以及 MAC 地址

MAC 地址：48 位，通常表示为 12 个 16 进制数，每 2 个 16 进制数通过 : 隔开，如 00:50:29:5A:8H:1E 就是一个 MAC 地址。MAC 地址由制造商分配，应用于数据链路层，通过它将数据从一个节点传递到相同链路的另一个节点

IP 地址：32位，由用 . 分割的 4 个 8 位数组成，如 192.168.0.1 就是一个 IP 地址。IP 地址基于网络拓扑分配，应用于网络层，通过它将数据从一个网络传递到另一个网络

Socket 套接字

Socket 是对网络中不同主机上应用程序之间进行双向通信的端点的抽象，网络进程通信的一端就是一个套接字，不同主机上的进程通过套接字发送报文来通信。例如 TCP 使用 IP + 端口作为 TCP 连接的端点，该端点就是套接字

为了满足不同的传输层协议，Socket 包含三种类型：

• SOCK_STREAM：流套接字，基于 TCP 传输协议，面向连接、安全、可靠
• SOCK_DGRAM：数据报套接字，基于 UDP 传输协议，面向无连接，高效，不安全、不可靠
• SOCK_RAW：原始套接字，用于新实现网络协议的测试等

未完待续