网络原理——初识-EW帮帮网

网络通信基础

⽹络互连的⽬的是进⾏⽹络通信，也即是⽹络数据传输，更具体⼀点，是⽹络主机中的不同进程间，
基于⽹络传输数据。
在组建的⽹络中，如何判断到底是从哪台主机，将数据传输到哪台主机呢？这就需要使⽤IP地
址来标识。

IP地址

与家庭地址类似，IP地址是通过一串数字表示IP地址
IP地址本质上是一个32位的整数（int）【0-255】

把 32位 IP地址分成4个部分，每个部分通过 . 来分割（点分十进制）
如：jdbc:mysql://127.0.0.1:3306
其中127.0.0.1 是IP地址
3306是端口号

要区分网络上的某个具体设备，原则上是希望每个设备都能有唯一的IP地址

在这里插入图片描述

端口号

端⼝号⽤于定位主机中的进程
端口号是一个16位的整数，无符号
整数是用来区分设备上不同的应用程序

协议

协议是通讯双方对于数据传输格式的“协议”
网络的本质是传输 “光信号” / “电信号” / “电磁波（WiFi）”来传输二进制的数据【0,1】
通过不同的频率来表示0/1

约定协议，就是在约定 0101 的数据格式
通过网络协议来约定所有计算机的通信畅通

五元组

进行一次通信需要的五个关键信息
源IP，源端口，目的IP，目的端口，协议类型

协议分层

由于网络通信本身比较复杂，为了解决复杂问题，就会有一个复杂的方案
这样一个协议就会非常复杂
为了解决这种情况，就对协议进行了拆分
拆分之后，协议的数目也变多，于是进行分层，也定协议和协议之间的调用关系

分层的作用：

分层之后，每个协议，只负责自己的一个功能了.协议更简单，更好理解.关注一个协议的时候，不需要关心其他协议了.
封装

解耦合。可以灵活的对协议进行替换

真实的网络协议分层结构
TCP/IP 五层模型
在这里插入图片描述
越往下，越接近底层【硬件】
越往上，越接近软件

1.物理层网络中依赖的硬件设施。网线，光纤，天线

2.数据链层负责两个相邻节点之间的通信【通过网线/光纤/无线信号直接连接的两个设备】（类似快递小哥只关心自己的送货路线）
3.网络层负责任意两个节点之间的路径规划（类似快递公司对货物进行路径规划）
4.传输层不关心中间的传输过程，只关心传输的起点和终点（就像网购的买家和卖家，不关心快递的中间路线，值关心从哪发货，发给谁）
5.应用层 (应用程序，由程序员经管)

每一层都涉及到一些具体协议

网络设备所在的分层

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

网络协议分层之后，一定是上层调用下层下层给上层提供服务.
不能“乱调用”或者“跨层”调用

封装和分用

这是网络通信中非常关键的环节

假设用户A向用户B发消息

发起方【请求】

1.应用层
用户输入 hello ，点击发送按钮
QQ应用程序能获取到 hello 字符串
把这个hello 构造成“应用层数据包”（按照一定的应用层协议来构造）

假设按照下列格式构造协议：
发送者的用户id，接受者的用户id，消息的发送时间，消息的正文
1234,5678,2025-08-06 16:59,hello
【网络协议实际上就是拼接字符串】

2.通过操作系统的 API ，把这个数据包交给下一层（传输层（操作系统内部/内核））
按照传输层的协议，构造出"传输层"数据包
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传输层设计到的协议主要是 TCP 和 UDP，此处以 UDP 为例
UDP 数据包，包含报头+载荷（应用层数据包）

UDP报头类似于快递员包装快递，贴标签