本节的知识点：✍
计算机网络的诞生发展
OSI参考模型
一、计算机网络的诞生发展✌
计算机网络的四个发展史：
1、1946至1957年，第一个电子管计算机的出现，标志着现代计算机的诞生。
2、1957至1964年，第二代晶体管计算机的出现，新的职业和整个软件产业由此诞生。
3、1964至1972年，第三代集成电路计算机使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。
4、1972年至今，第四代大规模集成电路计算机可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。
1946年2月14日，美国宾夕法尼亚大学为了美国军方用于导弹计算，収明了丐界上第一台计算机，而计算机改发幵丏引领了丐界的収展。
计算机具有强大的计算能力，迅速的在各个科研单位广泛应用。
什么是网络？
网络：使用连接设备将织端设备通过传输介质连接起来，迚行数据的传输。
织端设备： 个人电脑 手机 ipad 等设备
连接设备：路由器、交换机、网桥、中绠器等设备
传输介质：有线和无线传输介质
网络的核心是什么？
网络核心，即由连接因特网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络。网络的核心部分主要是为网络边缘部分的端系统提供数据交换的。比如说，主机A要向主机B通信，则主机A要通过核心部分的分组交换机和链路，将信息由A传送到B。
网络核心部分有两种数据交换的方式，一种是分组交换，另外一种是电路交换。
二、OSI参考模型----开放式参考互联模型✌
OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互连。 一般都叫OSI参考模型，OSI是由ISO（国际标准化组细）在1979定颁布的，定义了数据产生过程的标准格式，不同的系统不同的软件在产生数据时定义了统一的标准。提出了分层思想，该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即OSI开放系统互连参考模型。
OSI 参考模型中不同层完成不同的功能，各层相互配合通过标准的接口进行通信。
控制层面：
- 7.应用层：对应用程序提供接口
为特定类型的网络应用提供了访问 OSI 环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理 FTAM 、虚拟终端 VT 、事务处理 TP 、远程数据库访问 RDA 、制造报文规范 MMS 、目录服务 DS 等协议；应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。 在此常见的协议有 :HTTP ， HTTPS ， FTP ， TELNET ， SSH ， SMTP ， POP3 等。
应用层是 OSI 参考模型的最高层，是用户与网络的接口。该层通过应用程序来完成网络用户的应用需求，如文件传输、收发电子邮件等。
- 6.表现层：进行数据格式的转换，以确保一个系统生成的应用层数据能够被另一个系统的应用层所识别和理解
它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。
- 5.会话层：在通信双方之间建立、管理和终止会话
会话层的主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接，确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。会话层还可以通过对话控制来决定使用何种通信方式，全双工通信或半双工通信。
管理通信，针对传输的每一种数据建立（管理、建立、维持、终止）一条会话虚链接
数据层面：
- 4.传输层：建立、维护和取消一次端到端的数据传输过程。控制传输节奏的快慢、调整数据的排序等等
传输层是计算机通信体系结构中关键一层，传输层定义了传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。将上层应用数据分片并加上端口号封装成数据段，或通过对报文头中的端口识别。传输层实现了网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信，为用户提供了端到端的服务。传输层起到了承上启下的作用，承接上层软件应用，下启网络数据传输。
- 3.网络层：定义逻辑地址：实现数据从源到目的地的转发
网络层是以路由器为最高节点俯瞰网络的关键层，它负责将上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址封装成数据包，实现数据从源端到目的端的传输。网络层进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。传输层为端到端通信，而网络层以下为点对点通信。
- 2.数据链路层：将分组数据封装成帧；在数据链路上实现数据的点到点、或点到多点方式的直接通信；差错检测
本层指定拓扑结构并提供硬件寻址。常用设备有网卡、网桥、交换机
- 1.物理层：在媒介上传输比特流；提供机械和电气的规约
物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。常用设备有（各种物理设备）集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。
🍅注意：
- 数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。
- 上三层总称应用层，用来控制软件方面。
- 下四层总称数据流层，用来管理硬件。除了物理层之外其他层都是用软件实现的。
- 数据在发至数据流层的时候将被拆分。
- 在传输层的数据叫段，网络层叫包，数据链路层叫帧，物理层叫比特流，这样的叫法叫 PDU （协议数据单元）
分局：不同局实现不同的功能，集合起来定义了数据的产生过程。
分局的优点： 1.降低了局次之间的关联性，减少了某些局协议对其他局的影响
2.便于指定标准化
3.方便学习和理解
4. 各个局之间清楚自己的目标幵丏相对独立，便于后期单独协议的增强升级
理解：（工作比喻）
7 应用层：老板
6 表示层：相当于公司中演示稿老板、替老板写信的助理
5 会话层：相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书
4 传输层：相当于公司中跑邮局的送信职员
3 网络层：相当于邮局中的排序工人
2 数据链路层：相当于邮局中的装拆箱工人
1 物理层：相当于邮局中的搬运工人
***传输局：定义数据的传输方式，以及定义用于在数据局面区分不同流量。 ***
1.区分流量： 通过传输局端口号进行区分（不同的端口号代表了不同的流量）
- 端口号范围：0-65535
- 端口号分类：静态端口号（也称为知名端口号）：1-1023 动态端口号：1024-65535
静态端口：每个端口号定义了特定的服务（流量）
特点：端口号与流量之间存在一一对应绑定的关系
常见端口号：
• 域名系统 (DNS)— TCP/UDP 端口 53
• 超文本传输协议 (HTTP) — TCP 端口 80
• 简单邮件传输协议 (SMTP)— TCP 端口 25
• 邮尿协议 (POP)— TCP 端口 110
• Telnet — TCP 端口 23
• 劢态主机配置协议 （DHCP）— UDP 端口 67 和端口 68
• 文件传输协议 (FTP)— TCP 端口 20 和端口 21
动态端口: 大多数服务使用随机的动态端口号进行区分
特点：动态端口与流量之间存在一一对应关系（但无绑定）
2.定义数据的传输方式：分为可靠和不可靠传输方式。
使用不可靠传输方式数据特点：1.大流量 2.同步性要求较高 3.对数据的丢失不敏感
🍅
TCP：传输控制协议，是一种面向连接的可靠的传输协议。
什么是可靠的传输协议？如何保障可靠传输？ 保证可靠性： 1.确认机制 2.重传输机制
什么是面向连接？如何保障面向连接？ 面向连接是在传递数据之前迚行协商，确保数据在后续的发送过程中双方能够収送以及能够发送到数据。
保障面向连接：TCP三次握手机制 TCP优化机制：1.重排序 2.滑劢窗口机制 TCP主要应用环境： web浏览器 、电子邮件、FTP 等协议
TCP的主要特点：
1、TCP是面向连接(虚连接)的传输层协议。
2、每一条TCP连接只能有两个端点，每- 条TCP连接只能是点对点的。
3、TCP提供可靠交付的服务，无差错、不丢失、不重复、按序到达。可靠有序，不丢不重
4、TCP提供全双工通信。一发送缓存 准备发送的数据&已发送但尚未收到确认的数据
接收缓存按序到达但尚未 被接受应用程序读取的数据&不按序到达的数据
5、TCP面向字节流，把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串的无结构的字节流。
** 🍅UDP**：用户数据报协议，是一种非面向连接的不可靠传输协议。
特点： 1.无连接（没有三次握手不需要提前进行协商）2.不可靠传输（尽力而为） 3.简单 4.低开销
UDP主要使用环境：视频流、IP语音（VOIP） 4局数据称为segment 抓包：使用wireshake 抓包工具分析 TCP UDP数据结构 （如何抓包就不详细介绍了~）
***网络局：编址、寻址（路由） ***
- 编址协议： IPV4、IPV6、IPX、Appletalk 等
- IPV4：互联网协议版本4 ，采用了32个二进制进行标识
- 组成方式：32个二进制
- 书写方式：点分十进制
- 完整的IP地址：IP地址部分+网络掩码
- IP地址：32个二进制，0和1组成
- 网络掩码：32个二进制，连续的1和连续的组成，连续的1代表网络位，连续的0代表主机位。
🍅IP地址分类：
A类地址前8位为网络标识。后24位为主机标识。
A类地址： 第一位固定为0
0XXX XXXX ---0-127（1-126），网络掩码默认为 255.0.0.0
网段：2个7次幂 主机数（用户数）：2个24次幂
B类地址,不同的网络决定是前两个字节决定的,前16位决定网络的不同
B类地址：前两位固定为10
10XX XXXX---128-191，网络掩码默认为255.255.0.0
网段：2个14次幂 主机数（用户数）：2个16次幂
C类ip是前三个字节来决定是否是同一网段，即是不是属于同一网络
C类地址：前三位固定110
110X XXXX---192-223，网络掩码默认为255.255.255.0
网段：2个21次幂 主机数（用户数）：2个8次幂
D类地址：前四位固定为1110
1110 XXXX---224-239，组播地址，无掩码
E类地址：前四位固定为1111
1111 XXXX---240-255，保留地址，用于科研。
A、B、C----单播地址
D---组播地址
E---保留地址
单播---一对一
组播---一对多
广播---一对所有
特殊地址：
- *** ***0.X.X.X 无效地址（保留地址），0.0.0.0 无效地址 占位
127.0.0.1 本地测试 （127.X.X.X 测试地址）网络号，网络位丌发 主机位全为0 的地址（描述一个网段）
192.168.1.1 255.255.255.0
192.168.1.0 255.255.255.0
受限广播地址：255.255.255.255定向（直接）广播地址，网络位不变，主机位全为1
192.168.1.1 255.255.255.0
192.168.1.255 255.255.255.0
本地链路地址：link-local { 169.254.0.0 255.255.0.0 }
公有地址：具有全球唯一性标识地址
私有地址：不具唯一性标识的地址
再坚持一下~~
小可爱！！
数据链路局： 针对不同的传输介质定义不同的二层封装
分为两个子局: LLC---逻辑链路控制子层（标识上局使用了何种协议）
MAC---介质访问控制子局 （二层进行地址的识别）
数据链路局的功能： 组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制
MAC地址介终：48个二进制构成，书写方式：减分或者点分十六进制标识
减分十六进制书写：60-F2-62-3C-E3-53
点分十六进制书写：60F2.623C.E353
构成：
前24位：OUI（统一资源标识符），也称为厂商ID
后24位：interface ID（接口标识符），也称为产品ID
***物理局：将二局的数据帧转换为物理传输介质中比特流，关注机械特性、电学特性、先学特性等。 ***
传输介质：
- 有线介质：同轴电缆、双绞线、先纤
- 无线介质：WiFi、蓝牙、wimax等
同轴电缆：
网络早期使用，速率较低，优点是耐用，传输距离长，抗干扰强。
以太网标准电缆类型最长有效传输距离10BASES粗同轴电缆500米10BASE2细同轴电缆185米
🍅双绞线：8根铜丝，两两相绞
分类：
屏蔽双绞线 --- 在绝缘皮下方还有一圈金属壳，主要为了屏蔽外界干扰 --- 应用于强干扰环境
非屏蔽双绞线 --- 应用于日常环
线类：分为3类、4类、5类、超5类、6类、超6类等常见的5类，超5类线。
线类越高，铜丝越粗，绞的越紧 --- 速度更快，抗干扰能力更强
线序：
568A线序：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕
568B线序：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕
平行线：又称为直通线 ，线序相同。不同层设备使用平行线。
交叉线：线序不同。同层设备使用交叉线。
全反线：又称为console线，配置线，线序相反，用于用户控制网络设备。
光纤：利用光携带光信号传输数据
分类：
- 单模：应用注入式激先二极管 ，光在光纤中横向（直线）传输 光源贵，线便宜
- 多模：应用发光二极管，光在光纤中全反射传输 光源便宜，线贵
总结：整个OSI模型定义了软件缠身数据的过程。
OSI是一个定义良好的协议规范集，并有许多可选部分完成类似的任务。
它定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系以及各层所包括的可能的任务。是作为一个框架来协调和组织各层所提供的服务。
OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法，而是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定。 即OSI参考模型并不是一个标准，而是一个在制定标准时所使用的概念性框架。
🤗🤗今天的内容到这里就结束了~
*下一次再见咯~ *
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