1.1 计算机发展史

1.1.1最早的广域网

双方或多方之间，电路交换建立电路连接的网络

1.1.2 电路交换***点

           1 建立链接 -.> 使用链接 -> 释放链接

           2 物理通路被通信双方独占

1.1.3 计算机网络要求

           ARPA(the Advanced Researc Projects Agency)美国高级研究计划署

           对计算机网络要求：

•           不是打电话
•             结构简单，可靠的传输数据
•           连接不同的计算机
•           所有的网络节点同等重要
•          有多的路由

1.1.4 分组交换

             每个分组由首部和数据段组成

1.1.5 交换方式

       存储转发

         节点收到分组，暂存，检测其首部，按首部地址，发到适合的节点

     特点：

•               传输单位为分组
•                独立选择转发路由
•                  逐段占用，动态分配传输宽带

1.1.6 因特网发展史

         ARPANET向因特网发展

           TCP/IP协议成为ARPANET的标志协议

1.1.6.1 三级结构的因特网

         NSFNET：国家科学基金网

                 主干网

                 地区网

                校园网

1.1.6.2 多级结构的因特网

            NSFNET被商用因特网主干网代替

1.2 TCP/IP协议简介

ARPANet 指定 TCP/IP 协议(族)

应用领域：

为了减少协议的复杂性，都采用分层组织

下一层服务上一层

每层的实现细节对上层屏蔽

1.2.1 分层结构

    应用层：

           应用程序间沟通

             例如：FTP，Telnet，HTTP

           传输层：

                  进程间的数据传输服务

                负责传输数据，提供应用程序到端的逻辑通信

               例如：TCP，UDP

          网络层：

              基本的数据封包传送功能

               每个数据包传到目的主机

                  例如：IP，ICMP

         链路层：

              数据帧的发送和接收

             每次完成自己的任务，最终完成数据收发

1.2.2 IP协议简介

        实现一个相连的网络系统从源文件到目的地传输数据包

           特点：

               不可靠：不能保证IP数据包送到目的地

              无连接：IP不维护数据包的状态信息

               IP数据包：发送IP地址（源地址）和接收IP地址（目的地址）

1.2.3 TCP协议简介

          TCP :

                  面向连接，可靠的传输层通信协议

             功能：

                   不同主机上的进程间的通信

      特点：

•              建立链接 -> 使用链接 -> 释放链接（虚电路）
•              TCP数据包：序号，确定序号
•                对包进行排序并检错，损坏的包被重传

           服务对象：

                 高度可靠性且面向连接的服务

                   如：HTTP，FTP，SMTP

1.2.4 UDP协议简介

            UDP是面向无连接的传输层通信协议

           功能：

                 不同主机的进程间通信

         特点：

•            发数据不用建立链接
•            不对数据包的顺序进行检查
•           没有错误检测和重传机制

         服务对象：

         查询——应答

          NFC，NTP，DNS

1.3 MAC地址 IP地址 Netmask 端口

1.3.1 网卡

         网络适配器，网络接口卡（NIC）

         不同计算机之间连接，完成数据通信

1.3.2 mac地址

           标识网络设备，且理论全球唯一

         组成：

             以太网的MAC地址是48bit的值

1.3.3 IP地址

        Internet上的主机编址方式，网际协议地址

1.3.3.1 IP地址组成

       32bit，由{网络ID，主机ID}组成

          子网ID：

              IP地址中由子网掩码 1 覆盖的连续位

          主机ID：

              IP地址中由子网掩码 0 覆盖的连续位

1.3.3.2 IP地址特点

          子网ID不同的网络不能直接通信，需要路由器转发

         主机ID全为 0 的IP地址为网段地址

          主机ID全为 1 的IP地址为网段的广播地址

1.3.3.3 IP地址分类

        A类地址：

                 8bit子网ID，第一位 0

          B类地址：

                16bit子网ID，前二位 10

            C类地址:

                24bit子网ID，前三位 110

         D类地址：

              前四位 1110 ，多播地址

         E类地址：

            前五位11110，保留

                A，B，C三类地址为常用

         公用IP（直接连Internet）

              经InterNIC统一规划IP

        私有IP（不可直接连Internet）

            局域网络的主机联机规划

1.3.3.4 回环IP地址

      127.0.0.1为回环地址

          功能：

               测试本机的网络配置，ping通127.0.0.1，说明本机的网卡和IP协议安装没有问题

           注意：

                127.0.0.1 ~ 127.255.255.254 中任何地址都能回环到本地主机

                 不属于任何地址类，本地虚拟地址

1.3.3.5 IP地址设置

ifconfig eth0 192.168.1.1

     自动获取网络参数（DHCP）

          重新获取IP:

 sudo dhclient

           拨号取得：

            向ISP申请注册，直接拨到ISP，ISP自动设置电脑的网络参数

sudo ppoeconf sudo pon dsl-provider #拨号 ADSL sudo poff #断开 ADSL

1.3.4 子网掩码

        subnet mask 又名：网络掩码，地址掩码，32bit 由 1 和 0 连续组成

          作用：

               指明IP地址的子网和主机号

          特点：

                结合IP地址一起使用

                 IP地址由子网掩码 1 连续覆盖的为子网ID ，其余为主机ID

         子网掩码的表现形式：

                 192.168.220.0 255.255.255.0

                 192.168.220.0 24

          手动配置：

ifconfig eth0 10.0.31.96 netmask 255.255.255.0

1.3.5 端口

1.3.5.1 端口概叙

        TCP/IP协议采用 端口标识通信的进程

          区分一个系统里多个进程

      特点：

•          同一个端口，在不同系统对应不同的进程
•          同一个端口，一个端口对应一个进程
•           传输层送到的数据被该端口的进程接收，该进程送到传输层的数据通过该端口送出

1.3.5.2 端口号

    端口号（port）标识运行的网络程序

       特点：

•            端口号是无符号短整型的类型
•             每个端口有一个端口号
•             TCP，UDP维护独自的端口
•            网络应用程序，至少占一个以上的端口号。

      知名端口（1 ~ 1023）：

               互联网数字分配机构（IANA）根据用户需要进行统一分配

                 例：FTP——21，HTTP——80

               服务器使用范围，强制使用，root权限

         动态端口（1024 ~ 65535）：

               应用程序的使用范围

          注意：

               端口号类似于进程号，同一个时刻标志一个进程，可重复使用

1.4 数据包的组装，拆解

1.4.1 数据包在各个层之间的传输

1.4.2 链接层封包格式

        注意：

             IEEE802/802.3 封装用在无线

             以太网封装在有线局域网

1.4.3 网络层，传输层封包格式

1.5 网络应用程序开发流程

1.5.1 TCP 面向连接

        数据传输经过建立连接，使用连接，终止连接

        连接是个管道，收发顺序和内容一致

      保证数据传输的可靠性

1.5.2 UDP 面向无连接

        每个分组带目的地址

          不保证分组的前后顺序

          不进行分组的错误的恢复和重传

         不保证数据传输的可靠性

       面向连接和无连接，一般采用C/S架构client向server发出请求，server接收后提供相应的服务

1.5.3 C/S架构示例 （面向连接）

    server工作过程

        打开通信服务并告知本机主机，愿意用个特定的端口接收客户得请求等待客户请求达到端口，接收客户请求，并发出应答信号，激活新的线程处理客户得请求，服务完成后，关闭新线程与客户得通信链路

client工作过程

          打开通信服务并连接服务器的端口，向服务器发出服务请求，等待并接收应答，根据需要继续发起请求，请求结束后关闭通信服务并终止