之前我们学习了linux的系统部分，从现在开始，我们将进入linux网络部分的学习，在正式开始学习网络之前，我们需要先了解一下什么网络，他是源自什么的，怎么发展的，以及协议的浅层意思，话不多说，现在开始
⽹络基础概念
⽹络发展
独⽴模式: 计算机之间相互独⽴
在以前，计算机都是独立的，所以为了合作，只能A完成A的部分，然后将类似磁盘的存储数据的东西交给B，B再完成B的部分，然后教给C，C完成自己的部分，可想而知，这样效率缓慢
⽹络互联: 多台计算机连接在⼀起, 完成数据共享
为了解决这种事情，有人提议将ABC三台电脑连接到一个服务器上，这样A完成之后只需要把数据给服务器，B只需要拉下服务器的数据就可以，不需要人跑来跑去送数据，这就是网络互联
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
越来越多计算机这样，于是为了更好的联系，出现了交换机连接
⼴域⽹WAN: 将远隔千⾥的计算机都连在⼀起
当局域网多了，于是他们又互相链接，出现了广域网
所谓 "局域⽹" 和 "⼴域⽹" 只是⼀个相对的概念. ⽐如, 我们有 "天朝特⾊" 的⼴域⽹, 也可以看做⼀个⽐较⼤的局域⽹
看到这里，你也应该知道了，我们发明网络的意义就是为了更好的协作
计算机是⼈的⼯具，⼈要协同⼯作，注定了⽹络的产⽣是必然的，也就是说，未来就算有新的电脑，也一定会有网络，因为电脑的意义就在于人们更好的协作，而网络解决了这个问题
初识协议
现在我们还不知道什么是协议，不过我们可以简单举个例子初始一下
在上世纪，有个人叫作小沐，准备去上大学，但是由于家离学校很远，打电话要花很多钱，但是电话商有个设定，电话如果没接通就不需要钱，并且会给被打电话的人留个电话提示，小沐灵机一动，于是出门前对家里人说，如果电话响了一下，就给我转生活费，如果响了两下，就说明现在很平安，如果响了三下，就说明有急事，需要打电话联系
于是到了学期末，一共打了20次电话，其中10次报平安，5次要生活费，只有5次是有急事，这样既传达了意思，也节约了成本，这就是协议，所以协议，我们可以先理解为为了节约资源而产生的
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
思考: 只要通信的两台主机, 约定好协议就可以了么?
• 定好协议，但是你⽤频率表⽰01，我⽤强弱表⽰01，就好⽐我⽤中国话，你⽤葡萄⽛语⼀样，虽
然⼤家可能遵守的⼀套通信规则，但是语⾔不同，即是订好了基本的协议，也是⽆法正常通信的
所以，完善的协议，需要更多更细致的规定，并让参与的⼈都要遵守
• 计算机⽣产⼚商有很多;
• 计算机操作系统, 也有很多;
• 计算机⽹络硬件设备, 还是有很多;
• 如何让这些不同⼚商之间⽣产的计算机能够相互顺畅的通信? 就需要有⼈站出来, 约定⼀个共同的
标准, ⼤家都来遵守, 这就是⽹络协议;
⼀般具有定制协议或者标准的资格的组织或者公司都必须是业界公认或者具有江湖地位的组织或者公司，下⾯是ai⽣成的标准制定组织，⼤家看⼀下就可以
问：能定制协议标准的组织或者公司
答：能定制协议标准的组织或公司主要有以下⼏类：
- 国际标准化组织：
◦ IEEE（电⽓和电⼦⼯程师协会）：这是⼀个由计算机和⼯程领域专家组成的庞⼤技术组织，在
通信协议领域贡献突出。IEEE制定了全世界电⼦、电⽓和计算机科学领域30%左右的标准，包
括IEEE 802系列标准，这些标准涵盖了从局域⽹（LAN）到⼴域⽹（WAN）等多种⽹络技术。
◦ ISO（国际标准化组织）：ISO是由多个国家的标准化团体组成的国际组织，它在开放系统互连
（OSI）模型⽅⾯的⼯作尤为著名。OSI模型定义了⽹络通信的七层协议结构，尽管在实际应⽤
中，TCP/IP协议族更为普遍，但OSI模型仍然在学术和理论研究中占有重要地位。
◦ ITU（国际电信联盟）：ITU是联合国下属的专⻔机构，负责制定电信领域的国际标准。ITU-T
制定的标准涵盖了电话和⽹络通信，与ISO合作确保了通信技术的全球兼容性和互操作性。
- 区域标准化组织：
◦ ETSI（欧洲电信标准学会）：由欧洲共同体各国政府资助，是⼀个由电信⾏业的⼚商与研究机
构参加并从事研究开发到标准制定的组织。
◦ ASTAP（亚洲与泛太平洋电信标准化协会）：1998年由⽇本与韩国发起成⽴的标准化组织，旨
在加强亚洲与太平洋地区各国信息通信基础设施及其相互连接的标准化⼯作的协作。
- 公司：
◦ 某些公司，如泰凌微，也⾃研各种标准的软件协议栈，包括低功耗蓝⽛、zigbee、thread及
Matter等，并可进⾏定制化改动，这是其核⼼竞争⼒之⼀。泰凌微还计划重点发展智能电⼦价
签、智能遥控、智能家居等市场。
- ⺠间国际团体：
◦ IETF（互联⽹⼯程师任务组）：这是⼀个负责开发和推⼴互联⽹协议（特别是构成TCP/IP协议
族的协议）的志愿组织，通过RFC发布新的或者取代⽼的协议标准。
- 官⽅机构：
◦ FCC（联邦通信委员会）：美国对通信技术的管理的官⽅机构，主要职责是通过对⽆线电、电
视和有线通信的管理来保护公众利益。也对包括标准化在内的通信产品技术特性进⾏审查和监
督。
以上这些组织或公司都能在⼀定程度上定制协议标准，以满⾜特定需求或推动技术发展。
协议分层
协议本质也是软件，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
软件分层的好处
什么是协议分层呢，就比如打电话，我们打电话仿佛就是两个人的事情，我打你接，但是实际上，打电话分了很多层，在用户层，我打你接，在通讯设备层上，你遵守你的协议，我遵守我的协议，但是这些协议都是电话协议，所以最终都可以通话，这就是为什么pc微信和手机微信可以一起电话，因为他们都遵守协议
在这个例⼦中, 我们的"协议"只有两层:语⾔层、通信设备层
但是实际的⽹络通信协议，设计的会更加复杂, 需要分更多的层
但是通过上⾯的简单例⼦，我们是能理解，分层可以实现解耦合，让软件维护的成本更低
OSI七层模型
• OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层⽹络模型称为开放式系统互联参考
模型，是⼀个逻辑上的定义和规范
•把⽹络从逻辑上分为了7层. 每⼀层都有相关、相对应的物理设备，⽐如路由器，交换机
•OSI 七层模型是⼀种框架性的设计⽅法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传
输
•它的最⼤优点是将服务、接⼝和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也⽐较完整.
通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的⽹络之间实现可靠的通讯
•但是, 它既复杂⼜不实⽤; 所以我们按照TCP/IP四层模型来讲解
其实在⽹络⻆度，OSI定的协议7层模型其实⾮常完善，但是在实际操作的过程中，会话层、表⽰层是不可能接⼊到操作系统中的，所以在⼯程实践中，最终落地的是5层协议，但是要理解上⾯的话，需要我们学习完⽹络才可以理解，这⾥知道就可以了
TCP/IP五层(或四层)模型
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.
• 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
• 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
• 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
• 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
• 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
物理层我们考虑的⽐较少，我们只考虑软件相关的内容. 因此很多时候我们直接称为TCP/IP四层模型
⼀般⽽⾔
• 对于⼀台主机, 它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;
• 对于⼀台路由器, 它实现了从⽹络层到物理层;
• 对于⼀台交换机, 它实现了从数据链路层到物理层;
• 对于集线器, 它只实现了物理层;
但是并不绝对. 很多交换机也实现了⽹络层的转发，很多路由器也实现了部分传输层的内容(⽐如端⼝转发)
再识协议
上⾯的内容，我们只是懂了⼀些基本概念，还是达不到我们的⽬标，下⾯我们再次重新理解协议和协议分层
为什么要有TCP/IP协议？
• ⾸先，即便是单机，你的计算机内部，其实都是存在协议的，⽐如：其他设备和内存通信，会有内存协议。其他设备和磁盘通信，会有磁盘相关的协议，⽐如：SATA，IDE，SCSI等。只不过我们感知不到罢了。⽽且这些协议都在本地主机各⾃的硬件中，通信的成本、问题⽐较少
• 其次，⽹络通信最⼤的特点就是主机之间变远了。任何通信特征的变化，⼀定会带来新的问题，有问题就得解决问题，所以需要新的协议咯
• 所以，为什么要有TCP/IP协议？本质就是通信主机距离变远了
什么是TCP/IP协议？
• TCP/IP协议的本质是⼀种解决⽅案
• TCP/IP协议能分层，前提是因为问题们本⾝能分层
TCP/IP协议与操作系统的关系(宏观上，怎么实现的)
究竟什么是协议？
• 截⽌到⽬前，我们还没接触过任何协议，但是如何朴素的理解协议，我们已经可以试试了。
• OS源代码⼀般都是⽤C/C++语⾔写的。
下⾯，仔细看看下⾯的图
问题：主机B能识别data，并且准确提取a=10，b=20，c=30吗？
回答：答案是肯定的！因为双⽅都有同样的结构体类型struct protocol。也就是说，⽤同样
的代码实现协议，⽤同样的⾃定义数据类型，天然就具有"共识"，能够识别对⽅发来的数
据，这不就是约定吗？
关于协议的朴素理解：所谓协议，就是通信双⽅都认识的结构化的数据类型
因为协议栈是分层的，所以，每层都有双⽅都有协议，同层之间，互相可以认识对⽅的协
议。
总之一句话，协议其实就是一种结构体，里面存储着数据，只要遵守协议，每个计算机都可以拿到这些结构体的数据，也就可以进行通信了!!