一：网络通信的原理

1.1 OSI七层协议

　　互联网协议按照功能不同分为OSI七层或TCP/IP五层或TCP/IP四层

 

 

1.1.1 物理层

　　物理层主要传输的是电信号，发送高低电压，高电压对应数字为1，低电压对应数字为0

1.1.2 数据链路层

 　　物理层只是发送单纯的0或1电信号，但这样是没有意义的，必须规定电信号多少组一位，每组有什么功能和意义，这样就出现了以太网协议（Ethernet）。

　　Ethernet规定：

　　●　一组电信号构成一个数据包，叫做‘帧’

　　●　每个数据帧分为：报头head与data两部分　　

 

前导字符 目的MAC地址 源MAC地址 类型 IP头部 TCP头部 数据 帧校验

　　●　目的MAC地址，6个字节

　　●　源MAC地址，6个字节

　　●　数据类型，6个字节

　　●　data数据包，最短46字节，最长1500字节

　　MAC地址是配置在网卡上的唯一地址，通常由12为16进制数表示（前六位厂商编号，后六位是流水线号）

1.1.3 广播

　　同一网络内的主机就可以基于MAC地址的广播进行通信

2.1 网络层

　　对不在同一局域网中的计算机通信，要通过IP地址，通过路由的方式进行通信。

2.1.1 IP协议

　　● 规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示

　　● 范围0.0.0.0-255.255.255.25

　　● 一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1

2.1.2 IP地址的组成部分

　　● 网络部分：标识子网

　　● 主机部分：标识主机

　　IP地址与子网掩码互与的过程可以确认子网范围，以及子网中的主机。

2.1.3 IP数据包

　　IP数据包分为head与data两部分，head：长度为20到60字节；data：最长为65515字节。以太网数据包数据包部分只有1500字节，因此，如果数据包超过1500字节，就需要分割成几个以太网数据包，分开发。

2.1.4 ARP协议

　　ARP协议是由IP地址解析MAC地址。工作过程为：首先通过IP地址和子网掩码区分出自己所处的子网。再分析子网是否是同一子网，如果不是同一子网，则通过ARP获取的是网关MAC。最后这个包会以广播的方式发送到局域网中，所有主机收到拆开数据包，如果是自己的IP，则返回MAC地址。

2.2 传输层

　　通过网络层与数据链路层找到唯一一台主机后，要如何精确找到应用程序，因为数据间的通信是通过应用程序实现的。这就需要传输层来实现。

　　功能：建立端口到端口之间的通信，范围：0~65535,0~1023为系统占用的端口

2.2.1 TCP协议

　　TCP协议是可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限的长，但为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，一确保单个数据包不必再分割。

　　TCP的三次握手和四次挥手

　　

　　TCP传输的建立过程有三次握手，四次挥手：

　　建立链接：

　　（1）Client首先发送SYN seq = x，处于SYN_SENT状态。Server首先处于LISTEN状态。Server段收到消息后处SYN_RCVD状态。

　　（2）服务端发送ACK = x+1表示接收到Client发送的请求。并发送一个SYN与seq = y，来请求与Client建立链接。Client处于ESTABLISHED状态。

　　（3）客户端回发ACK = y+1表示同意与服务端建立链接，Server处于ESTABLISHED状态。

　　断开链接：

　　（1）Client首先发送FIN与seq表示要与Server端断开链接，Server端发送ACK表示与Client断开链接；

　　（2）服务端发送FIN与seq表示要与Client断开链接，Client回复Server端ACK表示与Server断开链接。

2.3 应用层

　　应用层使用的都是应用程序，应用层由一系列协议，必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了”应用层”。

2.4 网络通信的整体流程

　　（1）应用程序产生要通信的数据，加上应用层的协议报头

　　（2）应用层发送给传输层，传输层加入TCP/UDP报头

　　（3）传输层发送给网络层，网络层加入TCP/IP协议

　　（4）网络层在传给数据链路层，数据链路层形成数据帧

　　（5）传输层再把数据帧转换为电信号二进制，发送给对方