一、网络概述

计算机网络是指通过传输介质、通信设备和网络通信协议、将分散在不同地点的计算机互联起来，实现资源功能共享和数据传输的系统。

传输介质：光纤、线缆…
通信设备：路由器、猫、交换机…
网络通信协议：http、tcp、ip…

网络编程：指编写程序是互联网中两个或者多个设备直接进行数据传输

1.1 OSI模型

OSI（Open System Interconnection）网络通信进行分层：七层
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
在这里插入图片描述

OSI参考模型	各层解释
物理层	处于OSI的最底层，主要传输原始比特流（bits）。交换机、光纤等，主要为数据段的设备提供传送数据的通道以及传输数据。
数据链路层	数据链路层是实现计算机网络相邻节点之间的可靠传输。把原始的，有差错的传输线路上添加数据链路层协议之后，构成逻辑上可靠的数据链路。主要功能：链路管理、差错控制以及流量控制
网络层	网络层源主机节点到目的主机节点之间的可靠传输（IP）主要功能：路由选择、网络寻址、流量控制、拥塞控制、网络互连
传输层	传输层起着承上启下的作用，是源端点到目的端点之间的可靠信息传输（端口port）（解析出对应电脑的那个应用），传输层解决的是跨越网络连接的建立和释放（TCP三次握手和释放时四次挥手）
会话层	负责程序之间的建立、维护和中断会话对设备和节点之间的会话控制、协调系统和服务之间的交流
表示层	提供传输数据的格式信息定义，主要是将提供的信息转化为能够共同理解的信息。提供数据格式，控制信息格式、加密等的统一处理。（包装关键信息：发送者、接受方、发送时间、消息类型：文字、表情、语音、视频、文件）
应用层	直接为应用程序提供服务。

1.2 TCP/IP协议族

传输控制协议/因特网互联协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）
将网络通信划分了4层：网络接口层、网络层、传输层、应用层
在这里插入图片描述

TCP/IP协议族	各层解释
网络接口层	网络接口层对应OSI中物理层和数据链路层
网络互联层（IP层）	把上层提交的信息分组发送到目标网络或注解(IP)
传输层(TCP层)	TCP负责在应用之间建立端到端的连接和可靠通信，UDP提供了无连接的服务、不可靠的通信
应用层	为网络中的各种网络应用提供服务应用层对应是OSI中会话层。表示层和应用层

1.3 各层协议介绍

在这里插入图片描述
应用层;
协议：ftp、SMTP、HTTP

FTP(File Transfer Protocol) 文件传输协议<端口号21> 减少或消除不同操作系统下文件处理的不兼容性

HTTP（Hypertext Transfer Protocol）超文本传输协议<端口号 80>，主要是web浏览器和服务端交互使用的协议

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）简单邮件传输协议 <端口25> 用来发送邮件的

传输层:
协议：TCP、UDP
TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议提供可靠的面向连接的服务
数据传输之前必须先建立连接，结束后释放，可靠的全双工信道。可靠、有序、无丢失、不重复

UDP(User Datagram Protocol)用户数据包协议发送数据前无需建立建立，不使用拥塞控制，不保证可靠传输，最大能力交付

网络层:
IP(Internet Protocol)网络互连协议（Ipv4/IPv6）

链路层:
协议：ARP和RARP
ARP：地址解析协议，实现IP地址转换为Mac物理地址信息(网卡)（收消息）
RARP反向地址解析协议：实现网卡地址信息转化为IP信息（发消息）

1.4 数据包

包、帧、数据包、段、消息
以上五个术语都用来表述数据的单位，区分如下：
包可以说是全能性术语；
帧用于表示数据链路层中包的单位；
数据包是 IP 和 UDP 等网络层以上的分层中包的单位；
段则表示 TCP 数据流中的信息；
消息是指应用协议中数据的单位。

每个分层中，都会对所发送的数据附加一个首部，首部包含该层的必要信息，发送：目标地址、端口、即相关协议
在这里插入图片描述
网络中传输的数据包由两部分组成，一部分是协议所在的首部，另一部分是上一层传递过来的数据，首部非结构由协议的具体规范详细定义的，在数据包的首部，明确的标明协议应该如何读取，反过来，看到首部，也就可以了解协议的必要信息以及下来处理的流程。