Linux网络通信协议
什么是互联网/什么是网络？
互联网+物理链接设备+互联网通信协议
为什么要有互联网？
方便数据的传输，互联网又称为信息高速公路
CS架构与 BS架构
cs架构是客户端架构 client客户端 ------server服务端
bs架构是浏览器架构 browser———— server
client客户端 server服务端
客户端软件send 服务端软件recv
操作系统 操作系统
计算机硬件 物理介质 计算机硬件
什么是网络通信？
网络通信存在意义就是跨地域数据传输
如何找到目标服务器？
通过ip地址加mac地址标识全世界内独一无二的一台计算机
也可以说ip地址就可以找到全世界那一台独立的计算机
ip地址通过ARP协议，可以自动解析成mac地址
互联网通信协议
osi七层协议
应用层》会话层》表示层》传输层+网络层+数据链路层+物理层
但是我们称为5层
五层协议：
应用层+传输层+网络层+数据链路层+物理层
应用层
可以自定义协议，= 头部+数据
传输层 tcp 和 udp 协议》基于端口（part）
端口范围0----65535, 其中0-1023 端口以被系统占用
ip+端口=》标识全世界范围内独一无二的一个基于网络通信的应用程序
端口：每个端口都由操作系统分配端口编号，一个端口对应一个应用程序，并且端口不能冲突
tcp协议规定：tcp的头+数据
tcp 可靠协议 因为它是每发一个数据包过去，都需要对方回复ack确认信息后，才会把本地数据删除，否则会重复发送几次
三次握手和四次挥手 建立双向链接
三次握手：
建立虚拟通道
客户端 服务端
发送请求 收到请求 包含服务端的请求（我的发建立虚拟通道）
客服收到请求
通道建立成功
四次挥手：
断开虚拟通道
客户端 服务端
（1.1） 客户端首先进入FIN_WAIT_1 （状态） 主动发起断开通道请求
（1.2） 服务端进入close_wait（状态） ? 收到断开连接请求
（2.1）服务端进入LAST_ACK (状态) ) ? 代表下一个通道马上断开，还没断开
（1.3）客户端进入FIN_WAIT_2(状态) 一个通道已经断开
（2.2）客户端收到后进入TIME_WAIT(状态) 所有通道已经断开 向服务端发送ack=1 （2.3）服务端收到ack=1后，不再有反应
1.1---1.2----1.3 2.1---2.2-----2.3 请注意时间段
udp协议：不可靠协议 1， 无连接
2，每发一个数据包不需要对方回复ack确认信息，会直接把本地数据清除
不需要建立双向通道
ps：基于1和2 udp协议协议的程序无需事先启动服务端
ps：udp协议传输数据的效率比tcp更快，但是tcp协议的传输数据更可靠
tcp协议为何建立链接需要三次握手，而断开连接需要4次挥手？
为何tcp协议更可靠？
交换机：二层设备
划分VLAN
一个交换机可以划分VLAN
可以不通过路由器隔离不同的广播域
Access port 口 特点 加VLAN标记 发出去的包没有VLAN标记 连接计算机
socket套接字
把应用层以下的四层协议封装好了
所有基于网络的应用程序，都是socket应用程序
应用程序产生的数据包要往外传输直接传给socket就可以了，socket会完成后续的封装
dns 域名解析
WWW.BAIDU.COM.
WWW.JD.COM.
. 代表根域名 全球13台根服务器
com 代表顶级域名 com就是商业组织 申请难
JD 代表二级域名
www 代表主机名
访问一个网站 需要它的ip地址 不好记，为了好记，我们就用域名
根服务器 只存放顶级域名的ip地址 com解析记录
com顶级域服务器 只存放二级域名
二级域名 存放www
分级管理，分级查询，
dns的查询：
递归：a问b ，b说我不知道，你别急，我知道c知道，b问c，c说我不知道，但是我知道d知道，问清除后，按层返回
迭代：a问b b说我不知道，但是我知道c知道，你自己去问吧，我去问c，c说我不知道，但是我知道d知道，你自己去问吧
dns查询一个域名
首先递归问所有人没问到，只能迭代问
浏览器在访问服务器会通过域名 它的顺序为：
浏览器dns缓存，本地系统dns缓存，本地计算机hosts文件，isp缓存，递归，迭代
hosts文件可以充当本地dns用
linux系统：/etc/hosts
windows: C:\windows\systme32\drive\etc\hosts
dhcp服务端端口67
dns服务端端口
网络层：用头和数据来完成封装，必须通过ip协议
ip协议，当源IP要访问目标ip 方法就是直接去问，会有两种情况：
在同一个子网内 我们子网内有一个网关，网关内有一个mac地址表，如果有直接拿到目标的mac地址
不在一个子网内 我们会拿到网关的mac地址 我们会发一个获取mac地址的包，这个包是ARP的协议的包，当网关拿到这个包就会明白，我曹！问我要我的mac地址，快拿走
自己的mac有了，网关的mac也有了
这时可以发真正的数据包了，网关现在看数据包的ip地址了，源ip地址是自己，还有一个公网的ip地址
网关知道了，我得让一个路由转发，送给对方的网关了，
对方网关看到，这是我公网ip，发起广播，找到那个私网ip地址，就找了mac地址，再把数据包送给网关。
现在我们找到了目标的ip地址和mac地址还不够，我们是想访问运行在他操作系统上的一款软件，
就得用到传输层的端口
ARP协议：
规定了ip地址和子网划分
ip地址的两方面用途
1，arp协议会把ip地址解析成mac地址,
2，标识子网地址：
1，通信的第一步先拿到目标主机的ip地址
2，判断出目标主机与自己是否在一个子网里
如果在一个子网里，数据包的走向：
源主机》》》本地交换机》》》》目标主机
如果不在一个子网里，数据包的走向
源主机》》本地交换机》》》本地路由器》》》公网》》》目标路由器》目标交换机》》目标主机
arp协议 推算原理：
根据源ip和源子网掩码推算出源地址
根据目标ip和目标子网掩码推算出目标地址
如果一样，则在一个子网里
如果不一样，则在公网里
172.16.10.11 用八个二进制数表示 01101011，00101110，01010011 ，001101011
255.255.255.0 用八个二进制数表示 111111111,111111111,111111111,00000000
推算为1+1 为1 1+0=0 推算出来，就是子网地址
前24个数为网络标识位 ，后八个数字表示 主机位
送arp协议的广播包拿到mac地址，格式如下
自己的mac地址，FF,FF,FF,FF,FF,FF 源主机的ip 目标主机的ip 数据部分
跟 路由器要mac地址
发起真正的通信
自己的mac地址 路由器的mac地址 源主机的ip 目标主机的ip 源端口，目标端口 数据
本地回环地址
在一个子网中测试代码是否可以正常运行，规避网络问题
二层隔离和三层隔离：
两台计算机接入不同的交换机，称之为二层隔离
子网地址不同，称之为三层隔离
结论：二层隔离与三层隔离要保持一直
二层联通，三层可以隔离，即两台计算机接入同一个交换机
数据链路层：必须要对它进行分段，每一组都有它的意义，定义电信号的分组方式
协议：规定数据的组织格式
格式： 头部+数据部分
1，以太网协议：
规定一个组电信号称为数据帧，每一组都分为报头head和数据data两部分，是对数据具有描述性的
head头固定位18个字节，前六个位发送者地址，后六位为接收者地址，剩下六位为数据类型
data：最短46字节，最多1500字节
head 像是一个快递盒子，而data是数据
以太网规定：
mac地址
但凡接入网络的计算机必须有 块网卡，每块网卡在出场会刻入mac地址，长度为48为2进制，通常有12位16进制数表示（全世 界独一无二mac地址）
计算机通信靠广播， 通信基本靠吼，
物理层：用来发送电信号01010101高低电频
整体流程：
计算机开机
1，DHCP动态获取计算机 本机ip地址 子网掩码 网关地址 dns的ip地址
2，打开浏览器，想要访问Google ，在地址栏输入：www.Google.com
3,dns协议 基于（udp协议）
4，网线