网络发展史
计算机网络发展过程
计算机网络的四个发展阶段
- 面向终端的计算机网络
- 多台计算机互连的计算机网络
- 面向标准化的计算机网络
- 面向全球互连的计算机网络
简单来理解，网络经历了，单机游戏时代(独立不能进行交互) ==> 局域网时代 ==> 广域网时代 ==>移动互联网时代。
独立模式
独立模式：很久以前，计算机之间是相互独立。
网络互联
随着时代的发展，越来越需要计算机之间互相通信，共享软件和数据，即以多个计算机协同⼯作来完成业务，就有了网络互连。
网络互联： 将多台计算机连接到一起，完成数据的共享。
数据共享的本质： 计算机之间通过网络来传输数据，也称为网络通信。
根据网络互连的规模不同，可以划分为局域网 和**⼴域网**。
局域网(LAN)
局域网 ，即 Local Area Network，简称LAN 。Local 即标识了局域网是本地，局部组建的⼀种私有网络。局域网内的主机之间能方便的进行网络通信，又称为内网；局域网和局域网之间在没有连接的情况下，是⽆法通信的。
局域网组建网络的方式有很多种：
- (1)基于网线直连
- (2)基于集线器组建
- (3)基于交换机组建
- (4)基于交换机和路由器的组建
交换机可以认为是对路由器的接口进行扩展。因此可以连接更多的电脑到交换机上等价于连接在路由器上。
广域网WAN
⼴域网 ，即 Wide Area Network，简称WAN 。通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理上组成很⼤范围的网络，就形成了⼴域网。⼴域网内部的局域网都属于其子网。
如果有北、中、南等分公司，甚至海外分公司，把这些分公司以专线方式连接起来，即称为"广域网"。
如果属于全球化的公共型广域网，则称为互联网（⼜称公网，外网），属于广域网的⼀个⼦集。
网络通信的基础
网络互连的目的是进行网络通信 ，也即是网络数据传输，更具体⼀点，是网络主机中的不同进程间，基于网络传输数据。
那么，在组建的网络中，如何判断到底是从哪台主机，将数据传输到那台主机呢？这就需要使用IP地址来标识。
IP地址
定义： IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，IP地址用于定位主机的网络地址 。如：就像我们发送快递⼀样，需要知道对方的收货地址，快递员才能将包裹送到⽬的地。
形如这种格式
能够标识网络一台设备所在的位置
端口号由于一台主机上可能有多个应用程序，同时使用网络，于是引入端口号 来区分一台主机上多个应用程序进行数据的接收。
定义： 在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简单说：端口号用于定位主机中的进程。
格式： 端口号是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定⼀个端口号，来发送及接收网络数据 。如：类似发送快递时，不光需要指定收货地址（IP地址），还需要指定收货人（端⼝号）
网络协议
协议
定义： 协议，网络协议的简称，网络协议是网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵从的⼀组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。
协议（protocol）最终体现为在网络上传输的数据包的格式。
由于计算机之间的传输媒介是光信号和电信号 。通过 "频率" 和 "强弱" 来表示 0 和 1 这样的信息。要想传递各种不同的信息,，就需要约定好双方的数据格式。其中，计算机生产厂商有很多、计算机操作系统也有很多；于是需要网络协议 让他们共同遵守这套约定。
五元组
简单理解，即进行一次网络通信，涉及到的5个非常关键的信息。 核心作用是在IP网络中精确区分不同的通信流。
源IP： 标识源主机
源端口号： 标识源主机中该次通信发送数据的进程
目的IP： 标识目的主机
目的端口： 标识目的主机中该次通信接收数据的进程
协议类型： 标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式
图形理解
协议分层
由于网络通信，是一个非常复杂的工作流程；如果只设计一个协议进行完成通信中的各个问题，则势必会使这个协议非常复杂。于是，为解决这个问题引入协议分层。
分层规则： 只有相邻两层之间可以进行交互，上层协议可以调用下层协议，下层协议可以给上层协议提供服务。
图中理解分层的作用：
- 上层协议，不需要关心下层协议的细节。打电话的人只需关注要进行交流的语言，不需要理解电话机的工作原理。===》相当于封装
- 分层之后，可以灵活的替换其中的某一层，对整体的工作过程影响较小。===》解耦
OSI七层参考模型
OSI：即Open System Interconnection，开放系统互连
OSI 参考模型是一个七层的网络通信概念框架，它将复杂的网络通信过程分解为相互独立的功能层，旨在实现不同厂商设备间的互联互通。
OSI七层模型 划分为以下七层（至上而下）：
TCP/IP五层（或四层）模型
在真实的互联网中，由于OSI七层模型既复杂又不实用，所以OSI七层模型没有落地、实现。实际组建网络时，只是以OSI七层模型设计中的部分分层，来引入 TCP/IP 五层（或四层）模型来实现。
TCP/IP是⼀组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每⼀层都呼叫它的下⼀层所提供的网络来完成自己的需求。
应⽤层： 负责应⽤程序间沟通 。如简单电⼦邮件传输（SMTP）、⽂件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。我们的网络编程主要就是针对应⽤层。
传输层： 负责两台主机之间的数据传输。 如传输控制协议 (TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发送到⽬标主机。
⽹络层： 负责地址管理和路由选择。 例如在IP协议中，通过IP地址来标识⼀台主机，并通过路由表的⽅式规划出两台主机之间的数据传输的线路（路由）。路由器（Router）工作在网路层。
数据链路层： 负责设备之间的数据帧的传送和识别。 例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就⾃动重发)、数据差错校验等工作。有以太网、令牌环网，⽆线LAN等标准。交换机（Switch）工作在数据链路层。
物理层： 负责光/电信号的传递方式。 比如现在以太网通⽤的网线(双绞 线)、早期以太网采⽤的的同轴电缆(现在主要⽤于有线电视)、光纤，现在的wifi⽆线网使⽤电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能⼒决定了最⼤传输速率、传输距离、抗⼲扰性等。集线器（Hub）工作在物理层。
网络设备所在的分层（重点）
主机 ，工作过程涉及到从物理层到应用层
路由器 ，工作过程涉及到从物理层到(网络层)
交换机 ，工作过程涉及到从物理层到(数据链路层)
集线器 ，工作过程在物理层
封装分用
不同的协议层对数据包有不同的称谓 ，在传输层叫做段(segment) ，在**⽹络层叫做数据报(datagram)** ，在数据链路层叫做帧(frame) 。
应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上⼀个数据首部(header)，称为封装(Encapsulation) 。
首部信息中包含了⼀些类似于首部有多长，载荷(payload)有多长，上层协议是什么等信息。
数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中的 "上层协议字段" 将数据交给对应的上层协议处理。
