网络原理——初识网络
目录
1.写在前面
2.网络发展
3.网络划分
3.1 局域网
3.2 广域网
4.网络通信基础
4.1 IP 地址
4.2 端口号
4.3 协议
4.3 五元组
5.协议层次的划分
5.1 OSI 七层模型
5.2 TCP/IP 五层协议★★★
5.3 为什么要有分层？
5.4 网络设备所在分层
1.写在前面
本期开始将进行网络的学习，网络原理代码较少，但是干货多，无法进行一 一讲述。在这里，将主要介绍网络的基础知识，如IP地址、端口号、协议、协议分层等，在此基础上，会深入介绍 HTTP/HTTPS 协议，UDP协议，TCP协议和 IP 协议以及其它一些小知识点。更多知识还是需要结合教材《计算机网络》，或者其它教材也可以。本期将主要介绍网络基础的知识。
2.网络发展
在最开始的时候，计算机和计算机之间的相互独立的。每台计算机各自持有客户数据，下一台想要处理业务，需要等待上一台处理完业务才可以进行，这期间发生类似于多线程中的阻塞等待。
随着时代发展，人们越来越需要计算机之间可以相互通信，共享软件和数据等，也就是让多台计算机协同完成业务，于是就有了网络互连。
网络互连是把多台计算机连接在一起，完成数据共享。数据共享的本质就是网络数据传输，也就是计算机之间可以通过网络来传输数据，称为网络通信。
根据网络互连的规模，可以把它们划分为个人网、局域网、城域网和广域网，这里主要介绍局域网和广域网。
3.网络划分
3.1 局域网
局域网，Local Area Network，简称 LAN
local 标识了局域网是本地组件的一种私有网络，是局部的，比如家里的 WiFi 就是一个小规模的局域网。在局域网内的主机之间可以进行网络通信，称为内网；局域网和局域网之间在无连接情况下不能通信。
局域网的组建方式有：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等。
（1）基于网络直连
（2）基于集线器直连
（3）基于交换机组建
（4）基于交换机和路由器组建
3.2 广域网
广域网，Wide Area Network，简称 WAN
广域网通过路由器，把很多个局域网连接在一起，广域网内部的局域网都属于它的子网。
4.网络通信基础
网络互连的目的是进行网络通信。要理解网络通信，就要先知道它们是如何传输数据的。
4.1 IP 地址
IP 地址用来定位主机的网络地址，这就好比我们的居住的小区地址，朋友想要来家里玩，就得知道这个小区地址才能来。
在计算机中，IP 地址是一个32位的二进制数，但为了方便阅读，通常把它分割位4个“8位二进制数”，并采用“点十分进制”的方式来表示。如11000000.1010 1000.0100 0010.0110 0011，转化位点十分进制表示就是：192.168.66.99。
4.2 端口号
IP 地址用来标识主机的网络地址，端口号是用来标识主机中的进程。也就说，端口号是用来标识每一个正在运行的应用程序。这就好比朋友来找我们玩，还需要知道家里的门牌号才能真正找到我们。
端口号是范围是 0~65535，每个进程会分配一个端口号。
4.3 协议
世界上有很多种语言，当我们出国旅游时，大多数情况下肯定是要说外语的。在通信中也是这样，需要规定一种通信方式，才能相互交流，这就是协议。
4.3 五元组
在通信过程中，并不简单是两个主机之间的通信，这个过程会经过很多的路由器和交换机转发，通信过程是错综复杂的，怎么才能保证把信息传输给对方呢？
比如我们买快递时，收到的包裹上面有我们的居住地址和电话号码，也有商家的地址的电话号码，快递员就会根据这个地址层层配送，最后到达我们手里。
通信也是这样，在这里会用五元组来标识一个网络通信：
- 源 IP：标识源主机
- 源端口号：标识源主机中某次通信发送数据的进程
- 目的 IP：标识目的主机
- 目的端口：标识目的主机某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
5.协议层次的划分
5.1 OSI 七层模型
OSI 的七层模型理论很完整，概念也清楚，但是它比较复杂，并没有真正的在实际中被使用。使用最广的是 TCP/IP 五层协议（有的地方会说成四层协议）。
5.2 TCP/IP 五层协议★★★
TCP/IP 协议从上至下分为：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层
应用层：为两个终端设备上的应用程序的信息交换提供服务，定义信息交换的格式，并把它交给下一层传输层来传输。常见的协议有超文本传输协议（HTTP）、文件传输协议（FTP）、域名管理系统（DNS）等。
传输层：负责两台主机中进程之间的通信提供数据传输服务。常见的协议有用户数据包协议（UDP）和传输控制协议（TCP）。UDP 是面向无连接、不可靠、面向数据报的传输服务，TCP是面向连接、可靠、面向字节流的传输服务，这在后面会详细介绍。
网络层：负责地址管理和路由选择，为不同的主机提供通信服务。常见的协议有网际协议（IP）、地址解析协议（ARP）、网络地址转换协议（NAT）等。
数据链路层：将网络层交下来的IP数据包封装成帧，在相邻节点上间的链路上传送帧，每一帧都包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制等）。
物理层：实现相邻节点之间比特流的透明传输。
网络是错综复杂的，但是通过分层后，每一层只需要专注于本层的工作，可以高效地处理数据传输。
数据的发送自上而下是一个封装（这里的封装并不是Java面向对象中的封装，而是指下层会在上层的基础上添加一些必要信息的意思）的过程，自下而上是分用过程。
5.3 为什么要有分层？
（1）各层之间相互独立：每一层只需要关注自己本层的工作，上层调用下层提供的服务，并未上层提供服务，不再需要过多关注其它层的工作。
（2）大问题化成小问题：如果没有分层结构，遇到一个问题时任意发生冲突，很难得到解决，但是经过分层以后，把一个大问题分层好几个步骤，循序渐进，可以保证工作内容的有序进行。
（3）提高性能：由于各层只需要复杂本层的工作，不需要过多关注其它事情，并且每层的工作内容都是分开的，可以提高处理数据的性能。
5.4 网络设备所在分层
（1）路由器：实现网络层到物理层，相当于工作在网络层
（2）交换机：实现数据链路层到物理层，相当于工作在数据链路层
（3）集线器：工作在物理层
关于网络的基础就介绍这么多，这些都是纯文字的理解，肯定是难以消化的，主要是理解这些概念并记住这些名词即可。下期就开始介绍应用层的一个重要的协议 —— HTTP 协议。
欲知后事如何，且听下回分解！