目录
1.初始网络
数据共享本质是网络数据传输，即计算机之间通过网络来传输数据，也称为网络通信。根据网络互连的规模不同，可以划分为局域网（LAN）和广域网（WAN）。
1.1 局域网LAN
局域网，即 Local Area Network，简称 LAN。
Local 即标识了局域网是本地，局部组建的一种私有网络。局域网内的主机之间能方便的进行网络通信，又称为内网；局域网和局域网之间在没有连接的情况下，是无法通信的。
局域网组建网络的方式分为以下几种：
-
基于网络直连
-
基于集线器组建
-
基于交换机组建
-
基于交换机和路由器组建
1.2 广域网WAN
广域网，即 Wide Area Network，简称WAN。
通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理上组成很大范围的网络，就形成了广域网。广域网内部的局域网都属于其子网。
2.网络通信基础
2.1 IP地址
概念：IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，IP地址就是用于定位主机的网络地址。
就像我们发送快递一样，需要知道对方的收货地址，快递员才能将包裹送到目的地。
格式：IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节），如：00000100.00000010.00000101.00001111。
通常用“点分十进制”的方式来表示，即 a.b.c.d 的形式（a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数）。如：100.4.5.6。
特殊IP：127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试，通常是127.0.0.1
本机环回主要用于本机到本机的网络通信（系统内部为了性能，不会走网络的方式传输），对于开发网络通信的程序（即网络编程）而言，常见的开发方式都是本机到本机的网络通信。
2.2 端口号
概念：在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简单来说：端口号用于定位主机中的进程。
类似发送快递时，不光需要指定收货地址（IP地址），还需要指定收货人（端口号）。
格式：端口号是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定一个端口号，来发送及接收网络数据。
注意事项
两个不同的进程，不能绑定同一个端口号，但一个进程可以绑定多个端口号。
一个进程启动后，系统会随机分配一个端口（启动端口）程序代码中，进行网络编程时，需要绑定端口号（收发数据的端口）来发送、接收数据。进程绑定一个端口号后，fork一个子进程，可以实现多个进程绑定一个端口号，但不同的进程能绑定同一个端口号。
2.3 协议
概念：协议，网络协议的简称，网络协议是网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵从的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。通常由三要素组成：
- 语法：即数据与控制信息的结构或格式；
- 语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；
- 时序，即事件实现顺序的详细说明。
2.4 五元组
在TCP/IP协议中，用五元组来标识一个网络通信：
- 源IP：标识源主机
- 源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程
- 目的IP：标识目的主机
- 目的端口号：标识目的主机中该次通信接收数据的进程
- 协议号：标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式
2.5 协议分层
对于网络协议来说，往往分成几个层次进行定义。
什么是协议分层：
协议分层类似于打电话时，定义不同的层次的协议：
在这个例子中，我们的协议只有两层；但是实际的网络通信会更加复杂，需要分更多的层次。
2.6 OSI七层模型
OSI：即Open System Interconnection，开放系统互连。
- OSI 七层网络模型是一个逻辑上的定义和规范：把网络从逻辑上分为了7层。
- OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输；
- 它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整。通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。
OSI 七层模型划分为以下七层：
OSI 七层模型既复杂又不实用：所以 OSI 七层模型没有落地、实现。
实际组建网络时，只是以 OSI 七层模型设计中的部分分层，也即是以下 TCP/IP 五层（或四层）模型来实现。
2.7 TCP/IP五层（或四层）模型
TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。
TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
- 应用层：负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。我们的网络编程主要就是针对应用层。
- 传输层：负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议 (TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机。
- 网络层：负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中，通过IP地址来标识一台主机，并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路（路由）。路由器（Router）工作在网路层。
- 数据链路层：负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作。有以太网、令牌环网，无线LAN等标准。交换机（Switch）工作在数据链路层。
- 物理层：负责光/电信号的传递方式。比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤，现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器（Hub）工作在物理层。
物理层我们考虑的比较少。因此很多时候也可以称为 TCP/IP四层模型。
2.8 网络设备所在分层
- 对于一台主机，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容，也即是TCP/IP五层模型的下四层；
- 对于一台路由器，它实现了从网络层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下三层；
- 对于一台交换机，它实现了从数据链路层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下两层；
- 对于集线器，它只实现了物理层。
2.9 两台主机之间的网络通信流程
通过TCP/IP通讯：
2.10 封装和分用
- 不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报(datagram)，在链路层叫做帧(frame)。
- 应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部(header)，称为封装(Encapsulation)。
- 首部信息中包含了一些类似于首部有多长，载荷(payload)有多长，上层协议是什么等信息。
- 数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中的 “上层协议字段” 将数据交给对应的上层协议处理。
下图为数据封装的过程：
下图为数据分用的过程：
