一.操作系統基礎

操作系統:(Operating System，簡稱OS)是管理和控制計算機硬件與軟件資源的計算機程序，是直接運行在“裸機”上的最基本的系統軟件，任何其他軟件都必須在操作系統的支持下才能運行。 注：計算機(硬件)－>os－>應用軟件

二.網絡通信原理

　　2.1 什么是互聯網

連接兩臺計算機之間的internet實際上就是一系列統一的標準，這些標準稱之為互聯網協議 互聯網的本質就是一系列的協議，總稱為‘互聯網協議’（Internet Protocol Suite). 互聯網協議的功能：定義計算機如何接入internet，以及接入internet的計算機通信的標準。

　　2.2 osi七層協議

互聯網協議按照功能不同分為osi七層或tcp/ip五層或tcp/ip四層（應表會傳網數物） 每層運行常見物理設備

　　　　2.3 tcp/ip五層模型講解

我們將應用層，表示層，會話層并作應用層，從tcp／ip五層協議的角度來闡述每層的由來與功能，搞清楚了每層的主要協議就理解了整個互聯網通信的原理。 首先，用戶感知到的只是最上面一層應用層，自上而下每層都依賴于下一層，所以我們從最下一層開始切入，比較好理解。 每層都運行特定的協議，越往上越靠近用戶，越往下越靠近硬件。

　　　　　　2.3.1 物理層

物理層由來：孤立的計算機之間要想一起玩，就必須接入internet，言外之意就是計算機之間必須完成組網 物理層功能：主要是基于電器特性發送高低電壓(電信號)，高電壓對應數字1，低電壓對應數字0（發送電信號）

　　　　　　2.3.2 數據鏈路層

數據鏈路層由來：單純的電信號0和1沒有任何意義，必須規定電信號多少位一組，每組什么意思 數據鏈路層的功能：定義了電信號的分組方式 （ethernet）以太網協議 ：（基于MAC地址進行廣播通信）

• • • 一組電信號構成一個數據包，叫做‘幀’
    • 每一數據幀分成：報頭head和數據data兩部分

head(固定18個字節)包含：

• • • 發送者／源地址，6個字節
    • 接收者／目標地址，6個字節
    • 數據類型，6個字節

data包含：(最短46字節，最長1500字節)

• • • 數據包的具體內容

head長度＋data長度＝最短64字節，最長1518字節，超過最大限制就分片發送 head中包含的源和目標地址由來：ethernet規定接入internet的設備都必須具備網卡，發送端和接收端的地址便是指網卡的地址，即mac地址。　 mac地址：每塊網卡出廠時都被燒制上一個世界唯一的mac地址，長度為48位2進制，通常由12位16進制數表示（前六位是廠商編號，后六位是流水線號） 廣播：有了mac地址，同一網絡內的兩臺主機就可以通信了（一臺主機通過arp協議獲取另外一臺主機的mac地址） ethernet采用最原始的方式，廣播的方式進行通信，即計算機通信基本靠吼 ?

　　　　　　2.3.3 網絡層

網絡層由來：有了ethernet、mac地址、廣播的發送方式，世界上的計算機就可以彼此通信了，問題是世界范圍的互聯網是由一個個彼此隔離的小的局域網組成的，那么如果所有的通信都采用以太網的廣播方式，那么一臺機器發送的包全世界都會收到，這就不僅僅是效率低的問題了，這會是一種災難。 網絡層功能：引入一套新的地址用來區分不同的廣播域／子網，這套地址即網絡地址 IP協議：

• • 規定網絡地址的協議叫ip協議，它定義的地址稱之為ip地址，廣泛采用的v4版本即ipv4，它規定網絡地址由32位2進制表示
  • 范圍0.0.0.0-255.255.255.255
  • 一個ip地址通常寫成四段十進制數，例：172.16.10.1

ip地址分成兩部分

• • • 　　　　網絡部分：標識子網
    • 　　　　主機部分：標識主機

注意：單純的ip地址段只是標識了ip地址的種類，從網絡部分或主機部分都無法辨識一個ip所處的子網 例：172.16.10.1與172.16.10.2并不能確定二者處于同一子網 子網掩碼 所謂”子網掩碼”，就是表示子網絡特征的一個參數。它在形式上等同于IP地址，也是一個32位二進制數字，它的網絡部分全部為1，主機部分全部為0。比如，IP地址　　172.16.10.1，如果已知網絡部分是前24位，主機部分是后8位，那么子網絡掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000，寫成十進制就是255.255.255.0。 知道”子網掩碼”，我們就能判斷，任意兩個IP地址是否處在同一個子網絡。方法是將兩個IP地址與子網掩碼分別進行AND運算（兩個數位都為1，運算結果為1，否則為0），然后比較結果是否相同，如果是的話，就表明它們在同一個子網絡中，否則就不是。 比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子網掩碼都是255.255.255.0，請問它們是否在同一個子網絡？兩者與子網掩碼分別進行AND運算， 172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 AND運算得網絡地址結果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 AND運算得網絡地址結果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 結果都是172.16.10.0，因此它們在同一個子網絡。 總結一下，IP協議的作用主要有兩個，一個是為每一臺計算機分配IP地址，另一個是確定哪些地址在同一個子網絡。 ip數據包 ip數據包也分為head和data部分，無須為ip包定義單獨的欄位，直接放入以太網包的data部分 head：長度為20到60字節 data：最長為65,515字節。 而以太網數據包的”數據”部分，最長只有1500字節。因此，如果IP數據包超過了1500字節，它就需要分割成幾個以太網數據包，分開發送了。 ARP協議 arp協議由來：計算機通信基本靠吼，即廣播的方式，所有上層的包到最后都要封裝上以太網頭，然后通過以太網協議發送，在談及以太網協議時候，我門了解到 通信是基于mac的廣播方式實現，計算機在發包時，獲取自身的mac是容易的，如何獲取目標主機的mac，就需要通過arp協議 arp協議功能：將IP地址翻譯為以太網的MAC地址 ? 協議工作方式：每臺主機ip都是已知的 例如：主機172.16.10.10/24訪問172.16.10.11/24 一：首先通過ip地址和子網掩碼區分出自己所處的子網

場景	數據包地址
同一子網	目標主機mac，目標主機ip
不同子網	網關mac，目標主機ip

二：分析172.16.10.10/24與172.16.10.11/24處于同一網絡(如果不是同一網絡，那么下表中目標ip為172.16.10.1,通過arp獲取的是網關的mac)

?	源mac	目標mac	源ip	目標ip	數據部分
發送端主機	發送端mac	FF:FF:FF:FF:FF:FF	172.16.10.10/24	172.16.10.11/24	數據

三：這個包會以廣播的方式在發送端所處的自網內傳輸，所有主機接收后拆開包，發現目標ip為自己的，就響應，返回自己的mac 　數據鏈路層：ethernet 以太網協議：基于mac地址的廣播通信(在局域網內) 　　　　網絡層：ip協議：?(1)尋址與路由。 (a)用IP地址來標識Internet的主機 　　　　　　　　arp協議功能：將IP地址翻譯為以太網的MAC地址 　　　　　　　　tcp協議：一個程序有唯一的端口號，0-25535 端口范圍，0-1024系統軟件

2.3.4 傳輸層

傳輸層功能：建立端口到端口的通信

補充：端口范圍0-65535，0-1023為系統占用端口

tcp協議：

可靠傳輸，TCP數據包沒有長度限制，理論上可以無限長，但是為了保證網絡的效率，通常TCP數據包的長度不會超過IP數據包的長度，以確保單個TCP數據包不必再分割。

udp協議：

不可靠傳輸，”報頭”部分一共只有8個字節，總長度不超過65,535字節，正好放進一個IP數據包。

tcp報文

?

tcp三次握手和四次揮手

?

2.3.5 應用層

應用層功能：規定應用程序的數據格式。

例：TCP協議可以為各種各樣的程序傳遞數據，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必須有不同協議規定電子郵件、網頁、FTP數據的格式，這些應用程序協議就構成了”應用層”。

?

四.網絡通信流程

1.本機獲取

• 本機的IP地址：192.168.1.100
• 子網掩碼：255.255.255.0
• 網關的IP地址：192.168.1.1
• DNS的IP地址：8.8.8.8

2.打開瀏覽器，想要訪問Google，在地址欄輸入了網址：www.google.com。

3.dns協議(基于udp協議)

　　域名定義：http://jingyan.baidu.com/article/1974b289a649daf4b1f774cb.html

4.http協議

?

5.TCP協議

6 IP協議

7 以太網協議

　　最后，IP數據包嵌入以太網數據包。以太網數據包需要設置雙方的MAC地址，發送方為本機的網卡MAC地址，接收方為網關192.168.1.1的MAC地址（通過ARP協議得到）。

以太網數據包的數據部分，最大長度為1500字節，而現在的IP數據包長度為5000字節。因此，IP數據包必須分割成四個包。因為每個包都有自己的IP標頭（20字節），所以四個包的IP數據包的長度分別為1500、1500、1500、560。

8.服務器端響應

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轉載于:https://www.cnblogs.com/maxiaotiaoshishui/p/7160929.html

總結

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