Linux网络通信的基本概念

1、什么是计算机网络:

  把分布在不同地理位置的计算机与专门的网络设备用通信线路互相连成一个规模大、功能强的系统,从而使众多计算机可以方便地互相传递信息、共享软件、硬件、数据信息等。简单来说,计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的的集合,它是计算机技术和通信技术相结合的产物。

2、OSI/RM结构与TCP/IP模型

  网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定、标准, 一个功能完备的计算机网络需要制定一整套复杂的协议集,网络协议是按层次结构来组织的,网络层次结构模型与各层协议的集合称为网络体系结构。

OSI/RM结构七层:

层数 名字 主要功能 对应的典型设备 传输单位
1 物理层 比特流传输 网络:中继器、集线器、网线和HUB 比特(bit)
2 数据链路层 提供介质访问、链路管理等 网络:网卡、网桥、交换机 帧(frame)
3 网络层 寻址和路由选择 网络:路由器、防火墙、多层交换机 数据包(packet)
4 传输层 建立主机端到端连接 计算机:进程和端口 数据段(segment)
5 会话层 建立、维护和管理会话 计算机:建立会话,如session认证、断点续传 程序级数据
6 表示层 处理数据格式、数据加密等 计算机:编码方式,如图像编解码、URL字段传输编码等 程序级数据
7 应用层 提供应用程序间通信 计算机:应用程序,如FTP、SMTP、HTTP等 程序级数据

TCP/IP模型四层:

层名 对应OSI层 主要功能
网络接口层 对应OSI的物理层和数据链路层 负责通信网络收发数据包
网络层 对应OSI的网络层 选择、流量控制、与网络拥塞问题,IP协议是该层核心。
传输层 对应OSI的传输层和会话层 机器之间建立用于会话的端到端连接(用于数据的传输),该层的核心协议是TCP/UDP协议。
应用层 对应OSI的表示层和应用层 主要为用户提供针对性的服务,该层代表性的协议有:HTTP(超文本传输协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、FTP(文件传输协议)、TELNET(远程终端协议)。
3、ipv4地址

IP地址 = 网络地址 + 主机地址(又称:主机号和网络号组成)
  在计算机网络中每一台计算机都必须有一个唯一的标识符,ip地址。ip地址由4个不超过255的十进制整数组成,一般用点分十进制表示。网络地址的位数直接决定了可以分配的网络数;主机地址的位数则决定了网络中最大的主机数。

ip地址的分类:
  • A类:第一个二进制位必须是0,即网络位8(7)位+主机位24位:
        0.0.0.0~126.255.255.255
        127.0.0.0–127.255.255.255
        (127网络位是本地测试地址,不能用于数据通讯)
  • B类:前两位的二进制位必须是10,即网络位16(14)位+主机位16位:
       128.0.0.0~191.255.255.255
  • C类:前三位的二进制位必须是110,网络位24(21)位+主机位8位:
       192.0.0.0~223.255.255.255
  • D类:前四位的二进制位必须是1110
       224.0.0.0~239.255.255.255
  • E类:前四位的二进制位必须是1111
       240.0.0.0~255.255.255.255
4、子网掩码:
  • 由4个不超过255的整数组成,一般用点分十进制表示(255.255.255.0)
  • 子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。它的作用是屏蔽(遮住)IP地址的一部分以划分成网络地址和主机地址两部分,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。
  • 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同,子网掩码的长度也是32位,左边是网络位,用二进制数字“1”表示;右边是主机位,用二进制数字“0”表示。子网掩码&ip地址 = 网络地址

比如:IP地址为“192.168.1.1”和子网掩码为“255.255.255.0”。其中,子网掩码的“1”有24个,代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号;“0”有8个,代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。这样,子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。

5、网关:
  • 网关就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。按照不同的分类标准,网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的,在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
  • 网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B,网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0;网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。
  • 只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。
默认网关 :
  • 一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关,一般指的是默认网关。

总结:电脑或者设备需要制定一个ip地址,电脑是通过这样ip地址才能让网络识别到。网关就是这个ip地址的上网的出口,有这个网关地址,设定ip的电脑才可以连接到互联网上面。

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