网络基础1

“协议”是一种约定

计算机之间的传输媒介是光信号和电信号. 通过 "频率" 和 "强弱" 来表示 0 和 1 这样的信息. 要想传递各种不同的信
息, 就需要约定好双方的数据格式.

协议是什么呢？

举个例子就是你和同学暑假相约一起去海南度假，由于并不住在一起，你们就相约在机场相见，那么这样的话，相约在机场见面就是一个你和同学之间的协议。

只要通信的两台主机, 约定好协议就可以了么?

答案肯定是否定的，除了约定好协议之外，还要有一套大家都遵守的标准才可以，比如同样的一句话，你讲中文，他讲英语，另一个人讲日语，交流起来仍然存在很多问题。

同样的道理：

计算机生产厂商有很多；

计算机操作系统也有很多；

计算机网络硬件设备还是有很多；

如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够互相顺畅的通信？就需要有人站出来，约定一个共同的标准，大家都来遵守，这就是网络协议。

网络协议初始：

协议分层：

网络协议中的结构通常以层状结构进行分层，但是为什么仍要进行分层呢？分层最好的好处在于分层，分层就类似于面向对象中的封装，隐藏上一层实现的细节，层与层之间以接口的形式进行调用，但并不清楚上一次实现的细节，这样的话，即便当前层出现了问题，也不会影响其余层的功能。

两种分层模型：

OSI（open system interconnection）七层模型

	分层模型	功能	功能简介
7	应用层	针对特殊应用程序的协议	电子邮件<->电子邮件协议
6	表示层	设备固定数据格式与网络标准数据格式之间的转换	将各自设备数据的格式转换为网络通用的数据格式，为数据的传输做准备
5	会话层	通信管理，负责通信的建立与断开	两台设备之间的通信连接何时建立，何时断开，保持多久的连接
4	传输层	负责管理两个节点之间的数据传输，负责可靠传输。	确保数据被可靠的传输到目的地址 并确认是否有数据丢失
3	网络层	地址管理与路由选择	路有选择就是选择通过哪儿个路由器将数据传递到目的地址
2	数据链路层	互联设备之间数据帧的传递与识别	数据帧与比特流之间的转换
1	物理层	以“0”，“1”的形式来代表电压的高低，灯光的闪烁。	比特流与电子信号之间的转换

TCP/IP  五层模型

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

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.

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.

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.

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.

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

TCP/IP通讯过程：

跨网段的主机的文件传输. 数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器 

数据包的封装与分用：

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

数据封装的过程：