网络的基本概念
什么叫网关 ：
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。
网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连
说明：由于历史的原因，许多有关TCP/IP的文献曾经把网络层使用的路由器称为网关，在今天很多局域网采用都是路由来接入网络，因此通常指的网关就是路由器的IP！
那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。
什么叫子网掩码：
子网掩码(subnet
mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。记得A类地址,B类地址，C类地址
物理层：
中继器，集线器，双绞线
数据链路层：
网桥，以太网交换机，网卡（一半物理层，一半数据链路层）
网络层：
路由器，三层交换机
传输层：
四层交换机（常用作负载均衡），网桥：对高层协议（包括传输层及更高层次）进行转换的网间连接器
无连接和面向连接的协议
•面向连接：
–需要在数据传送之前在设备之间建立“逻辑连接”，数据传输结束，“逻辑连接”即被断开。
–“逻辑连接”保证了数据传输的可靠性，所以面向连接协议是可靠的。
•无连接：
–不需要建立“逻辑连接”，在源端在需要的时候就可以立即开始发送数据。
–无连接协议是不可靠的。
网络模型
•在遇到复杂问题时我们总是会使用模型来简化问题。
•国际标准组织ISO制定一个OSI（Open System Interconnect，开放系统互连）七层网络模型.
•OSI参考模型用于设计联网系统和解释系统如何工作提供框架。OSI只是个参考模型，既复杂又不实用，所以用得最广泛的是非国际标准的TCP/IP模型。
OSI模型
•OSI分为7层：
–物理层：控制电气比特流
–数据链路层:控制数据帧,将分组数据封装成帧，提供节点到节点的传输
–网络层：将数据包分组，实现分组重排
–传输层：控制数据包，可以通过重传机制确保传输正确
–会话层：控制多方通信,建立，管理和终止对话。
–表示层：控制数据加密、解密、压缩、解压
–应用层：定义用户接口协议如http、ftp、pop3
协议protocol： 通信双方必须遵循的规矩 由iso规定 rpc文档
tcp/ip模型4层:
应用层 {http超文本传输协议 ftp文件传输协议 telnet远程登录 ssh安全外壳协议 stmp简单邮件发送 pop3收邮件}
传输层 {tcp传输控制协议,udp用户数据包协议}
网络层 {ip网际互联协议 icmp网络控制消息协议 igmp网络组管理协议}
网络接口层 {arp地址转换协议,rarp反向地址转换协议，mpls多协议标签交换}
TCP协议：传输控制协议 面向连接的协议 能保证传输安全可靠 速度慢（有3次握手）
UDP协议：用户数据包协议 非面向连接 速度快 不可靠
通常是ip地址后面跟上端口号：ip用来定位主机 port区别应用（进程）
http的端口号80 ssh-->22 telnet-->23 ftp-->21 用户自己定义的通常要大于1024
TCP/IP协议族的每一层的作用：
网络接口层：负责将二进制流转换为数据帧，并进行数据帧的发送和接收。要注意的是数据帧是独立的网络信息传输单元。
网络层：负责将数据帧封装成IP数据报，并运行必要的路由算法。
传输层：负责端对端之间的通信会话连接和建立。传输协议的选择根据数据传输方式而定。
应用层：负责应用程序的网络访问，这里通过端口号来识别各个不同的进程。
TCP/IP协议族的每一层协议的相关注解：
ARP：（地址转换协议）用于获得同一物理网络中的硬件主机地址。·MPLS：（多协议标签交换）很有发展前景的下一代网络协议。
IP：（网际互联协议）负责在主机和网络之间寻址和路由数据包。
ICMP：（网络控制消息协议）用于发送报告有关数据包的传送错误的协议。
IGMP：（网络组管理协议）被IP主机用来向本地多路广播路由器报告主机组成员的协议。
TCP：（传输控制协议）为应用程序提供可靠的通信连接。适合于一次传输大批数据的情况。并适用于要求得到相应的应用程序。
UDP：（用户数据包协议）提供了无连接通信，且不对传送包进行可靠的保证。适合于一次传输少量数据。
数据帧（Frame)：数据链路层，传递的单位是frame
帧，就是数据链路层的协议数据单元，它包括三部分：帧头，里面有mac地址，通过这个地址可以在底层的交换机这个层面里顺着网线找到你的计算机。
数据部分，ip数据包，意思是使用ip地址定位的一个数据包。帧尾。其中，帧头和帧尾包含一些必要的控制信息，比如同步信息、地址信息、差错控制信息等；
数据部分则包含网络层传下来的数据，比如ip数据包。
数据包(Packet)：TCP/IP协议通信传输中的数据单位，处于网络层，在局域网中，“包”是包含在“帧”里的。packet是整个tcpip通信协议里网络层的传输单位，也是最小的单位。
一个ip包里有什么呢？跟帧一样，有着目的地的ip地址及其来源的ip地址和其他的校验信息。它也被称为头。那么还有什么呢？来自传输层托付给自己待传送的信息。
这个信息会被分成多个ip数据包发送出去。
所以网络层传递的是ip包，ip包里是待传输消息的一部分。
数据报（Datagram)：现在来到传输层了，传输层直接接受来自你的消息，小到你给朋友发个晚安，大到你给别人传递个文件，只要提供对方的ip地址（还有端口号），其它的都交给传输层帮助你实现。
就很像你与快递公司的关系。一种发送前会先探路，保证送货到家的，这是tcp协议，另一种只管寄，不管是否查收的就是udp。这两种协议都会在发送前把你的消息拆分成多个ip数据包来传输。
udp英文就叫
user datagram protocol。所以数据报是啥，就是带地址的消息。
段（Segment）：通常是指起始点和目的地都是传输层的信息单元。
消息（message）：是指起始点和目的地都在网络层以上（经常在应用层）的信息单元。
元素（cell）是一种固定长度的信息，它的起始点和目的地都是数据链路层。元素通常用于异步传输模式（ATM）和交换多兆位数据服务（SMDS）网络等交换环境。
数据单元（data
unit）指许多信息单元。常用的数据单元有服务数据单元（SDU）、协议数据单元（PDU）。SDU是在同一机器上的两层之间传送信息。
PDU是发送机器上每层的信息发送到接收机器上的相应层（同等层间交流用的）。
Packet（数据包）：封装的基本单元，它穿越网络层和数据链路层的分解面。通常一个Packet映射成一个Frame，但也有例外：即当数据链路层执行拆分或将几个Packet合成一个Frame的时候。
数据链路层的PDU叫做Frame（帧）；
网络层的PDU叫做Packet（数据包）；
TCP的叫做Segment（数据段）；
UDP的叫做Datagram。（数据报）——在网络层中的传输单元（例如IP）。一个Datagram可能被封装成一个或几个Packets，在数据链路层中传输。
IP地址
•32位IP地址: 网络号+主机号
–A类地址: 0 +7位网络ID +24主机ID.
第一字节为1~126
–B类地址: 10 +14位网络ID +16位主机ID.
第一字节为128~191
– C类地址: 110 +21位网络ID +８ 位主机ID.
– 第一字节为192~223
7层模型和4层模型
OIS 7层模型
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
TCP/IP 4层模型
应用层
传输层
网际互联层
网络接口层
对应关系
# 应用层
应用层 表示层 会话层 ------------------->应用层
应用层 应用程序 针对用户的
表示层 进行数据表示 编码 加密 压缩
会话层 确定我们的对象是否下层传递
# 传输层
传输层-----传输层
确定数据是否可靠
确定原端口和目标端口
进行差错校验 进行流量控制
#网际互联层
网络层 确定IP地址编码 原IP和目标IP
#网络接口层
对应数据链路层和物理层
数据链路层 MAC地址编码的
物理层是 实际数据传递的
对应协议
# 对应协议
# 网络接口层 ARP协议
>>> arp -a # 把IP地址 翻译为网卡地址
# 网际互联层
网际协议(IP)
互联网组管理协议(IGMP)
互联网控制报文协议(ICMP) # ping 就是这个协议
#传输层
TCP 传输控制协议
UDP 用户数据报协议
# 应用层
FTP Telnet DNS SMTP
数据封装和解封装
# 上传文件 FTP
应用数据 data 字节流数据
应用层 FTP头 + data #21端口
传输层 TCP头 + FTP头 + data
网络层 IP头 + TCP头 + FTP头 + data #原IP和目标IP
数据链路层 以太帧头 + IP头 + TCP头 + FTP头 + data #原mac地址和目标mac地址
# 接收服务器 从下到上
IP地址
IP地址
00000000.00000000.00000000.00000000
11111111.11111111.11111111.11111111
0.0.0.0
255.255.255.255
# 落落类别分为ABCDE ，DE为军用
A类 1.0.0.0---126.255.255.255
B类 128.0.0.0---191.255.255.255
C类 192.0.0.0.----223.255.255.255
127.0.0.1 代表计算机自己
# A类 1.0.0.0---126.255.255.255
1.255.255.255代表当前网络的广播地址
1.0.0.0 代表网络本身，不能分配
最大网段数 126个(2^7-2)
最大主机数 2^24-2
# B类 128.0.0.0---191.255.255.255
# B类前两个数代表网段
# C类是前三个数代表网段
私有IP 是内网IP，不能直接访问公网
有效节约公网IP
子网掩码
#子网掩码
# 必须和ip配合 同时使用
255.0.0.0
255.255.0.0
255.255.255.0
# 只要和255对应的，就是不同网段
# 只要和0对应的，就是一个网段不同主机
# B类IP 也可以分配C类的子网掩码
# 这样B类的换算方式和C类一样
端口的作用
# 传输层 确认TCP还是UDP包头,原端口和目标端口
# 端口号是什么
# 端口号有多少种分类
# 主要常见的端口号
# 端口号可以 比喻成 收件人，IP可以比喻成收件地址
# TCP协议包头 2^16个端口 0-65535
# =====================================
0-15 源端口(16) 16-31 目标端口(16)
32 序列号
32 确认号
数据偏移(4) 保留(6) 标志(6) 窗口(16)
校验和(16) 紧急指针(16)
-----------------------------------20个字节
选项
----------------------------
数据
# =====================================
# UDP协议包头
# =====================================
0-15 源端口(16) 16-31 目标端口(16)
长度(16) 校验和(16)
----------------------------------
数据
# =====================================
常见端口号
FTP 文件传输协议 端口号 20传输 21登录传输命令
SSH 安全shell协议 端口号22
telnet 23 远程登录协议 很危险 屏蔽
DNS 53
http 80
SMTP 简单邮件传输协议 25 发件
POP3 邮局协议3代 110 收件
# 查看本机启用的端口
netstat -an
# -a 查看所有连接的监听端口
# -n 显示IP地址和端口号，而不显示域名和服务名
DNS
# 互联网中，用过ip地址来进行通信
# 人对于ip记忆困难，但是对于 域名更加敏感
# DNS就是将IP和域名进行转换
# 早期host文件 域名解析
# hosts文件 host主机的意思
# c:\Winfows\system32\drivers\etc\hosts
127.0.0.1 localhost
# 静态IP和域名，优先访问本地的
# 解析效率慢 主机维护困难
DNS服务
访问网站域名，首先会去访问DNS服务器，DNS服务器会返回IP，然后我们再去访问IP
递归查询 客户机---本地域名服务器
迭代查询 域名服务器---跟服务器--
网关的作用
"""
网关 又称 网间连接器 协议转换器
网关既可以用于 广域网互连 又可以用于局域网互连
网关 是一种充当转换重任的服务器或者路由器
"""
# 网卡mac地址，交换机会认知mac地址，mac地址用于局域网数据通信
# 路由器是不同网段之间的互连
# 网关可以是路由器，也可以是服务器，网关的作用就是访问不同的网段
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