Day 3 网络基础

网络基础

一、什么是互联网协议及为何要有互联网协议 ？

　　互联网协议：指的就是一系列统一的标准，这些标准称之为互联网协议。互联网的本质就是一系列的协议，总称为‘互联网协议’（Internet Protocol Suite)。

　　互联网协议的功能：定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准。

二、tcp/ip五层模型

　　总结如下图：

　　tcp的三次握手和四次挥手，如下图：

　　socket：我们经常把socket翻译为套接字，socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲学的思想下，socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现，服务器和客户端各自维护一个"文件"，在建立连接打开后，可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通讯结束时关闭文件。

　　结论：唯一标示互联网中唯一程序：ip+port.

　　补充：socket层，位于应用层与传输层之间，把tcp/udp封装起来，为开发人员提供简单接口。所以，程序员只需要遵循socket的标准，写出的程序自然遵循tcp或udp协议。

三、用户上网流程　　

第一步：本机获取四大要素：

• • 本机的IP地址（Ipv4）
  • 子网掩码
  • 网关的IP地址
  • DNS的IP地址

　　网关：例如，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。也就是网络关卡。

第二步：输入网址

　　打开浏览器，想要访问Google，在地址栏输入了网址：www.google.com。

第三步：dns协议(基于udp协议)

　　DNS（Domain Name System，域名系统），因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。DNS协议运行在UDP协议之上。

　　DNS域名解析过程，如下图：

　　递归查询：问路，别人帮自己问路

　　迭代查询：问路，别人说我不知道，但是我可以告诉你谁知道，你自己去问

　　13台根服务器：要用来管理互联网的主目录，全世界目前只有13台。1个为主根服务器，放置在美国。其余12个均为辅根服务器，其中9个放置在美国，欧洲2个，位于英国和瑞典，亚洲1个，位于日本。

　　域名定义：http://jingyan.baidu.com/article/1974b289a649daf4b1f774cb.html

　　顶级域名：以.com,.net,.org,.cn等等属于国际顶级域名，根据目前的国际互联网域名体系，国际顶级域名分为两类：类别顶级域名(gTLD)和地理顶级域名(ccTLD)两种。类别顶级域名是以"COM"、"NET"、"ORG"、"BIZ"、"INFO"等结尾的域名，均由国外公司负责管理。地理顶级域名是以国家或地区代码为结尾的域名，如"CN"代表中国，"UK"代表英国。地理顶级域名一般由各个国家或地区负责管理。

　　二级域名：二级域名是以顶级域名为基础的地理域名，比喻中国的二级域有，.com.cn,.net.cn,.org.cn,.gd.cn等.子域名是其父域名的子域名，比喻父域名是abc.com,子域名就是www.abc.com或者*.abc.com.。一般来说，二级域名是域名的一条记录，比如alidiedie.com是一个域名，www.alidiedie.com是其中比较常用的记录，一般默认是用这个，但是类似*.alidiedie.com的域名全部称作是alidiedie.com的二级。

第四步：Http内容

　　假定这个部分的长度为4960字节，被嵌在TCP数据包之中。

第五步：TCP协议

　　TCP数据包需要设置端口，接收方（Google）的HTTP端口默认是80，发送方（本机）的端口是一个随机生成的1024-65535之间的整数，假定为51775。

　　TCP数据包的标头长度为20字节，加上嵌入HTTP的数据包，总长度变为4980字节。

第六步：IP协议

　　然后，TCP数据包再嵌入IP数据包。IP数据包需要设置双方的IP地址，这是已知的，发送方是192.168.1.100（本机），接收方是172.194.72.105（Google）。

　　IP数据包的标头长度为20字节，加上嵌入的TCP数据包，总长度变为5000字节。

第七步：ethernet以太网协议

　　最后，IP数据包嵌入以太网数据包。以太网数据包需要设置双方的MAC地址，发送方为本机的网卡MAC地址，接收方为网关192.168.1.1的MAC地址（通过ARP协议得到）。

　　以太网数据包的数据部分，最大长度为1500字节，而现在的IP数据包长度为5000字节。因此，IP数据包必须分割成四个包。因为每个包都有自己的IP标头（20字节），所以四个包的IP数据包的长度分别为1500、1500、1500、560。

第八步：服务器端响应

　　经过多个网关的转发，Google的服务器172.194.72.105，收到了这四个以太网数据包。

　　根据IP标头的序号，Google将四个包拼起来，取出完整的TCP数据包，然后读出里面的”HTTP请求”，接着做出”HTTP响应”，再用TCP协议发回来。

　　本机收到HTTP响应以后，就可以将网页显示出来，完成一次网络通信。