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宏观概念
计算机是人类的工具，人之间是需要协作的，就注定了计算机之间要进行协作
局域网LAN：计算机数量更多了，通过交换机和路由器连接在一起
广域网WAN：将相隔千里的计算机连接在一起
初始协议
协议是什么
减少通信的成本，用于快速形成共识
协议：本质是一种约定
计算机之间的传输媒介就是光信号和电信号，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。
但是只有两台主机，约定好了协议，还是不能实现通信：比如A用频率表示0，B用强弱表示0，你说英语，我说汉语，语言不通不能实现通信
计算机之间，如何做约定呢？
国际标准化组织：ISO，推出一个标准OSI，只生产标准，不写代码实现，由工程师看到这个标准去写代码
协议分层
协议本质上就是软件，在设计上为了更好的进行模块化，解耦合，也是被设计成为层状结构的
所有的软件都是层状，模块化的，网络协议栈就是分层的
分析层状结构
结论1：在工程师视角和在普通用户视角
结论2：同层之间可以直接通信
结论3：分层之后，可以无障碍替换任意一层--->分层，解耦
再识协议
为什么要有TCP/IP协议？
TCP/IP协议与操作系统的关系（宏观上是怎么实现的）
所有设备是通过"线"连接在一起的，所以在计算机内部，冯诺依曼，本身就是一个网络结构（本地通信）
多台主机，通过网络通信，本质也是设备到设备（网络通信）
本地通信和网络通信的唯一区别：单纯距离变长了
引发新问题：如何处理数据？数据丢了怎么办？怎么定位目标主机的问题？怎么解决当下立即要去哪里的问题？（这些问题在本地通信都不存在，只存在于网络通信）
TCP/IP协议：本质上就是一种网络长距离通信的解决方案
什么是TCP/IP协议
TCP/IP协议能分层，前提是问题本身可以分层
网络是操作系统的一部分，所有操作系统内部功能网络部分完全一样（网络操作系统和TCP/IP协议的关系）
所以什么是协议？
协议本质就是约定好的结构体
关于协议的朴素理解：所谓协议就是通信双方都认识的数据类型
因为协议栈是分层的，所以，每层双方都有协议，同层之间，互相可以认识对方的协议。（快递单子）
网络传输基本流程
宇宙中引起光传播需要介质：以太，最后被证伪了
局域网（以太网为例）通信原理
两台主机在同一个局域网，是否能够直接通信（可以的）
原理类似于上课，在课上说一句话，课堂参与者都听得到，但是只有消息的目标人会对信息做出受理：A在跟B说话，但是周围有好多吃瓜群众
局域网中数据是透明的
每台主机在局域网上，要有唯一的标识来保证主机的唯一性：mac地址
任何时刻，只允许一台机器向网络中发送数据，如果有多台同时发送，会发生数据干扰，我们称之为数据碰撞，没有交换机的情况下，一个以太网就是一个碰撞域，所有发送数据的主机要进行碰撞检测和碰撞避免
以太网的本质就是共享的资源
以太网就是临界资源（所有数据碰撞，碰撞避免就相当于 互斥属性）
数据包封装和分用
细节一 ：不考虑应用层协议，任何协议
a.报头必须要能做到，和有效载荷进行分离的能力
b.报头必须包含，如何将自己的有效载荷，交付给上层的那一个具体协议
细节二 ：底层收到报文，但是该报文不是发送给我的，数据链路底层直接丢弃
细节三 ：协议栈
主机A向主机B发送信息，自顶向下封装（"message",应用层报头，传输层报头，网络层报头，数据链路层报头）就是入栈的过程，主机B解包和分用过程就是一步一步出栈的过程
网络中的地址管理--->IP地址
IP地址 ，用来标识，全球范围内，主机的唯一性（公网IP）
MAC地址也是全球唯一
IP和MAC地址的区别：从哪里来到哪里去---->源
IP,目标IP地址；上一站从哪里来，下一站去哪里---->源
MAC,目标MAC地址
举个例子：
唐僧从东土大唐而来去往西天大雷音寺取经，目前在车迟国，下一站去女儿国。
这一句话中，东土大唐就相当于源IP地址，西天大雷音寺就是目标IP地址，车迟国是目前阶段的MAC地址，女儿国就是目标MAC地址。
路由过程中，IP地址不变，mac地址只会在本局域网内有效
网络层+IP的本质意义：给网络提供了一层虚拟化层，让世界上所有的网络，都叫做IP网络
问题：如果IP地址每台机器都是独特的话，那它怎么保证同一局域网下的IP地址相似呢？
答：局域网通过子网划分机制，将同一网段的 IP 地址分配给内部设备，从而保证地址相似性。
给局域网内所有机器分配同一网段前缀的 IP（比如 192.168.1.x），通过子网掩码限定 "相似范围"，既保证局域网内地址统一，又通过公网 IP 或 NAT 实现与外网的区分和通信。
IP网络存在的意义：提供网络虚拟层，让世界的所有网络都是IP网络，屏蔽最底层网络的差异