网络分层架构学习

　　为了简化网络的复杂度，网络通信的不同方面被分解为多层次结构，每一层至于紧挨着的上层或者下层进行交互，将网络分层，这样就可以修改、甚至替换某一层的软件，只要层与层之间的接口保持不变，就不会影响到其他层。

起初网络分层是标准的七层，也就是我们所说的 OSI 七层模型。 后面又简化成了 TCP/IP 五层模型。

 

 每一层的作用及与上下层的关系：

1. 物理层

　　光纤、双绞线电缆，无线设备等将计算机之间连接，主要用来传输 0、1 信号。

2. 数据链路层

　　物理层仅用来传输 0、1 信号，但规定不了代表什么意义。所以在数据链路层规定一套协议，专门给 0、1 信号进行分组，以及规定不同的组代表什么意义，从而使双方计算机都能够进行识别，这就是“以太网协议”。

　　但是如何标识对方呢？：MAC 地址

· MAC地址：作为网络中计算机设备的唯一标识，从计算机在厂商生产出来就被十六进制的数标识为 MAC 地址。（也叫网卡地址，烧录在网卡上，可通过程序擦写）

 　　既然我们知道了用 MAC 地址作为标识，那么怎么才能知道我们要进行通信的计算机 MAC 地址呢？：广播

 · 广播：可以帮助我们能够知道对方的 MAC 地址。广播存在两种情况，一种是同一子网络（局域网）中的计算机是通过 ARP 协议获取到对方 MAC 地址的。第二是不同子网络中是交给两个局域网的网关（路由器）去处理。

3. 网络层

　　通过 IP 地址来判断两台计算机是否在同一子网络中。

· IP 地址：与 MAC 地址不同，MAC 地址是物理上的地址，是固定死的；IP 地址是逻辑上的地址，是动态分配的。 

· DNS 解析：可以将域名解析为 IP 地址。

· 子网掩码：子网掩码就是用来标识同一局域网中的 IP 地址的信息。IP 地址由 32 个二进制位组成，也就是 4 个十进制组成，如 255.255.255.000 ；子网掩码也是 32 个二进制位组成，但是只能用 0 或 1 来表示，如11111111.11111111.11111111.00000000。有1的部分表示网络部分，有0则表示主机部分。两台计算机的 IP 地址分别和子网掩码进行一种运算（ AND 运算），如果结果相同，两台计算机就在同一局域网中，反正就不在同一局域网中。

4. 传输层

　　实现“端口到端口”的通信，计算机运行的不同程序都会分配不同的端口，所以才能使得数据能够正确的传输给不同的应用程序。

· UDP 协议：加入端口后也需要一套规则，那就是 UDP 协议，该协议不需要建立连接。

　　UDP 协议不提供差错恢复、不提供数据重传、传输安全性差。所以一旦进行通信，就不知道对方是否接收到了数据。那我们再定义一套规则：TCP

· TCP 协议：建立起一个 TCP 连接需要经过客户端和服务器的 "三次握手"，握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。

　　断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开 TCP 连接的请求，断开过程需要经过 "四次挥手"。

　　TCP 提供可靠的服务。也就是说，通过 TCP 连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达。

 5. 应用层

　　应用层协议规定应用程序的数据格式。如电子邮件、HTTP 协议、FTP 数据的格式。

· HTTP协议：即超文本传输协议，是建立在 TCP 协议之上的一种应用。

　　在 HTTP 1.0 中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

　　在 HTTP 1.1 中，则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

　　是一种“短连接”。

　　在Web浏览器和网站服务器之间传递信息，以明文方式发送内容，不提供任何方式的数据加密，所以不适合传输一些敏感信息，比如信用卡号、密码等。为了解决HTTP协议的这一缺陷，需要使用了另一种协议：HTTPS

· HTTPS协议：安全套接字层超文本传输协议。为了数据传输的安全，HTTPS 在 HTTP 的基础上加入了SSL协议，SSL 依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密。

· HTTPS 和 HTTP 的区别：

　　HTTPS 协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费；

　　HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS 则是具有安全性的 SSL 加密传输协议；

　　HTTP 和 HTTPS 使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443；

　　HTTP 的连接很简单，是无状态的。HTTPS 协议是由 SSL + HTTP 协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络，比 HTTP 协议安全。

· 套接字（socket）：

　　套接字是通信的基石，是支持 TCP/IP 协议的网络通信的基本操作单元。

　　包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的 IP 地址，本地进程的协议端口，远地主机的 IP 地址，远地进程的协议端口。

　　建立 Socket 连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为 ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为 ServerSocket。

　　套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

　　详情：https://www.cnblogs.com/shmilynanmei/p/9033877.html

常用端口：

  21：FTP 文件传输服务
  22：SSH 远程连接服务
  80：HTTP 超文本传输服务
443：HTTPS 加密的超文本传输服务

1433：SQLServer数据库端口
3306：MYSQL数据库端口
6379：Redis数据库端口
8080：TCP服务端默认端口

学习来源：

https://juejin.cn/post/6844903934159519757

https://www.bilibili.com/video/BV1Qt4y1C7XK