网络中的一些基本概念

叁歲伎倆 2023-09-27 17:52 69阅读 0赞

**目录**

IP地址

端口号

认识协议

协议分层

封装和分用

发送端和接收端

请求和响应

客户端和服务端

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## IP地址 ##

**概念**

IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，**IP地址用于定位主机的网络地址**

**格式**

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节），如： 01100100.00000100.00000101.00000110

通常用“点分十进制”的方式来表示，即 a.b.c.d 的形式（a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数）。如：100.4.5.6。

> IP地址解决了网络通信时，定位网络主机的问题，但是还存在一个问题，传输到目的主机后，由哪个进 程来接收这个数据呢？这就需要端口号来标识

## 端口号 ##

**概念**

在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简单说：端口号用于定位主机中的进程。

类似发送快递时，不光需要指定收货地址（IP地址），还需要指定收货人（端口号）

**格式**

端口号是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定一个端口号，来发送及接收网络数据。

**注意**

两个不同的进程，不能绑定同一个端口号，但一个进程可以绑定多个端口号。

> 一个进程启动后，系统会随机分配一个端口（启动端口） 程序代码中，进行网络编程时，需要绑定端口号（收发数据的端口）来发送、接收数据。 进程绑定一个端口号后，fork一个子进程，可以实现多个进程绑定一个端口号，但不同的进程不能绑定同一个端口号。

基于网络数据传输，需要使用协议来规定双方的数据格式。

## 认识协议 ##

**概念**

协议，网络协议的简称，网络协议是网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵从 的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。通常由三要素组成：

> 1. 语法：即数据与控制信息的结构或格式；
> 
> 2. 语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；
> 
> 3. 时序，即事件实现顺序的详细说明。

协议（protocol）最终体现为在网络上传输的数据包的格式。

**作用**

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。

> 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；

## 协议分层 ##

对于网络协议来说，往往分成几个层次进行定义

分层的作用：分层最大的好处，类似于面向接口编程：定义好两层间的接口规范，让双方遵循这个规范来对接。

OSI 七层模型既复杂又不实用：所以 OSI 七层模型没有落地、实现。  
实际组建网络时，只是以 OSI 七层模型设计中的部分分层，也即是以下 TCP/IP 五层（或四层）模型来实现。

## 封装和分用 ##

不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报(datagram)，在链路层叫做帧(frame)。  
应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部(header)，称为封装(Encapsulation)  
首部信息中包含了一些类似于首部有多长，载荷(payload)有多长，上层协议是什么等信息。  
数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中的 "上层协议字段" 将数据交给对应的上层协议处理。  
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## 发送端和接收端 ##

在一次网络数据传输时：

**发送端**：数据的**发送方进程**，称为发送端。发送端主机即网络通信中的源主机。

**接收端**：数据的**接收方进程**，称为接收端。接收端主机即网络通信中的目的主机。

**收发端**：发送端和接收端两端，也简称为收发端。

> 注意：发送端和接收端只是相对的，只是一次网络数据传输产生数据流向后的概念。

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## 请求和响应 ##

一般来说，获取一个网络资源，涉及到两次网络数据传输:

第一次：请求数据的发送

第二次：响应数据的发送

相当于在快餐店点一份快餐，再有快餐店提供的对应响应：提供一份快餐

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## 客户端和服务端 ##

**服务端**：在常见的网络数据传输场景下，把**提供服务**的一方进程，称为服务端，可以提供对外服务。

**客户端**：**获取服务**的一方进程，称为客户端。

对于服务来说，一般是提供：

客户端获取服务资源 -> 客户端保存资源在服务端

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