计算机网络原理

计算机网络原理

什么是互联网协议，为什么要有互联网协议

互联网的本质就是一系列的网络协议，硬件有了操作系统可以装上软件使用，但是计算机之间相互通信需要各层网络协议才能进行通讯
互联网协议的功能：定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准

osi五层

应用层 htp ftp
传输层 tcp udp-->基于端口工作，标识一台机器上的唯一应用程序
网络层 ip 标识一个子网
数据链路层 以太网协议（ethernet-电信号分组-广播方式）
物理层 电信号

以太网协议
ethernet ：一组带你信号构成一个数据包，叫做帧
所有数据包分为报头和数据两部分
head+data

head；固定18个字节
发送者/源地址：6个字节
接收者/目标：6字节
数据类型：6字节
data包含：（最短64字节,最长1518字节），超过最大酒分片发送

mac地址： head中包含的源和目标地址由来：ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡，发送端和接受端的网卡地址即mac地址，48位2进制

IEEE802.1
目标mac地址：发送源mac地址：tpid：tci：类型：部分数据：crc
6Bytes： 6Bytes ：2Bytes：2Bytes：2Bytes：xx：4Bytes

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ipv4： 点分十进制，分为标识子网；标识主机。 192.168.0.1
子网掩码：255.255.255.0
与运算：192.168.0.0

：：与运算结果相同的在一个子网不同的不在一个子网

IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。

IP数据包：head+data无需为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的daat部分
head：长度为20-60字节
data：长度为65515字节
而以太网数据包的数据部分最长只有1500字节，如果ip数据包长度长过了，他就需要分割成几个以太网数据包，分开发送

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ARP协议

计算机通信靠广播形式，所有上层的包到最后都要封装成以太网头，然后通过以太网协议发送，通信是靠mac的广播形式，如何获取mac地址，需要apr协议
apr协议：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址

1. 首先通过ip地址和子网掩码区分出子集所处的子网

2. 源mac    目标mac   源ip 目标ip    数据部分  
   发送端主机   发送端mac  FF:FF:FF:FF:FF:FF
   172.16.10.10/24 172.16.10.11/24 数据
   

3. 这个包会以广播的方式在发送端所处的自网内传输，所有主机接收后拆开包，发现目标ip为自己的，就响应，返回自己的mac

TCP三次握手

tcp可靠：三次握手验证。

用户上网流程

发送数据是一个封装的过程

DNS解析过程

数据封装

整个网络通信流程

1. 本机获取：

本机ip地址 10.0.0.10    
子网掩码： 255.255.255.0  
网关的IP地址：10.0.0.1
DNS的IP地址

2. 打开浏览器,地址栏输入 www.baidu.com

3. dns协议

4. TCP协议

tcp数据包需要设置端口，接收方的http端口是80，发送方(本机)的端口是1024-65535之间
TCP数据包头长度是20字节，加上嵌入的HTTP数据包，编程4980字节

5. IP协议

然后TCP包再嵌入IP数据包。ip数据包需要设置双方的ip地址
ip数据包的头长度是20字节，再加上嵌入的TCP数据包，长度变为5000字节

6. 以太网协议

最后ip数据包嵌入以太网数据包，以太网数据包需要设置双方的mac地址
以太网数据包的数据部分，最大长度为1500字节，因此ip数据包必须分为四个包，长度1500 1500 1500 560

7. 服务端响应，google的服务器接受了这四个以太网数据包

根据IP标头的序号，Google将四个包拼起来，取出完整的TCP数据包，然后读出里面的”HTTP请求”，接着做出”HTTP响应”，再用TCP协议发回来。

本机收到HTTP响应以后，就可以将网页显示出来，完成一次网络通信。