初识网络原理

网络的发展史

• 电报时代（19世纪中叶）：电报是最早的远程通信方式之一，它通过电线传输编码信息，极大地缩短了信息传递的时间
• 电话的发明（1876年）：亚历山大·格拉汉姆·贝尔发明了电话，使得人们能够通过语音进行实时远程通信
• 无线电技术（20世纪初）：无线电技术的发展使得信息可以通过无线电波进行传输，这为后来的无线通信技术奠定了基础
• ARPANET（1960年代）：美国国防部高级研究计划局（ARPA）建立了ARPANET，这是第一个广泛使用的分组交换网络，被认为是现代互联网的前身
• TCP/IP协议（1980年代初）：互联网协议（IP）和传输控制协议（TCP）的标准化，为不同网络之间的互联互通提供了基础
• 万维网（WWW，1990年代初）：蒂姆·伯纳斯-李发明了万维网，并通过超文本传输协议（HTTP）和超文本标记语言（HTML）使得信息可以通过网页的形式在互联网上共享
• 互联网的商业化（1990年代中期）：随着网络技术的成熟和普及，互联网开始商业化，大量的公司和个人开始使用互联网进行商务活动
• 搜索引擎的出现（1990年代末）：谷歌、雅虎等搜索引擎的出现，极大地方便了用户在海量信息中寻找所需内容
• 社交媒体的兴起（2000年代初）：Facebook、Twitter等社交媒体平台的出现，改变了人们的交流方式，使得信息的分享和传播更加迅速
• 移动互联网（2000年代末至今）：智能手机和移动网络技术的发展，使得人们可以随时随地接入互联网，极大地扩展了网络的应用场景
• 物联网（IoT，21世纪初）：物联网技术的发展，使得各种设备能够连接到互联网，实现数据的收集、交换和分析
• 5G网络（2010年代末至今）：5G网络的推出，提供了更高的数据传输速率和更低的延迟，为未来的网络应用提供了更多可能性

几个关键的概念

局域网，广域网

两者之间只是一种相对的概念，没有绝对的局限，全世界最大的广域网叫做Intenet（万维网）

在用户路由器下载时，总的上传下载带宽，不能超过最顶层路由器wan口的带宽

主机

主机可以理解为用户或者商用的服务器，也就是说任意一台计算机都可以被叫做主机

交换机，路由器

交换机是一个重要的网络设备，路由器虽然有很多网口，可以让你插网线，组网，但是实际上，路由器的口可能不够用，此时就可以使用交换机，对接口进行扩展（类似于电脑的扩展坞）

交换机的特点就是口特别多，交换机对路由器的接口起到补充效果，一般家用/公司使用都是不至于的，但是确实联网设备特别多的，也是有可能会的

集线器：也可以对于端口进行扩展，现在几乎见不到了

五元组

在TCP/IP协议中，用五元组来标识⼀个⽹络通信：

• 源IP：标识源主机
• 源端⼝号：标识源主机中该次通信发送数据的进程
• ⽬的IP：标识⽬的主机
• ⽬的端⼝号：标识⽬的主机中该次通信接收数据的进程
• 协议号：标识发送进程和接收进程双⽅约定的数据格式

可以在cmd中，输⼊ netstat -ano 查看⽹络数据传输中的五元组信息：

IP地址

标识网络一个设备的位置，通过位置找到这个设备，进行进一步的通信

IP地址，其实就是32位的整数（IPv4），IP地址就是4个字节的数字，往往是使用“点分十进制”的方式来表示IP地址，使用3个，把上述ip地址分成4个部分，每个部分1个字节，每个部分表示的范围0-255

端口号

标识一个主机上不同的应用程序，要求每个程序在启动的时候，就需要关联上一个和别人不重复的端口号（也可以叫做绑定），有的时候可能会谈到有的程序是有固定端口号的，这个说法源自于一个概念“知名端口号”，上古时期，大佬们为了避免当时的一些程序，端口号之间发生冲突，就给这些知名的程序，分配了不同的端口，比如...（不包含MySQL，tomcat更不包含Java，这些都是后来的，当时人家分的时候，这几个兄弟，还没起来呢）

• http服务器：80
• ssh服务器：22
• ftp服务器：23
• https：443

这些知名的端口当时一共分了1024个，随着时间的发展，知名端口，更多的是“建议”而不是约束，你搞一个http服务器，你可以使用80，也可以使用别的，想用哪个，你自己说了算

端口号不会不够用，除非你电脑上开了几万个服务器程序，消耗掉几万个端口，正常来说不会的，这种情况恐怕内存先不够用了，IP是区分主机的，要担心够不够用，端口号，无论如何都会够用的，一个主机上有0-65535这么多端口可以用（端口号是一个2个字节的整数），而且是要求同一时刻，不能重复，A程序这会用80，过一会A结束了，继续用80，也是ok的

协议

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。

最终体现为在网络上传输的数据包的格式

听起来很抽象，实际上是一个比较简单朴素的概念，其实就是一种约定，通信双方，对于通信规则的约定，一定是通信双方都得认可的，有一句话叫做：三流公司做产品，一六公司做标准

听起来感觉标准和协议类似，如果深究还是有差别的，标准往往是一个认可面非常广泛的“国家标准”，“国际标准”，协议则不一定，可以是认可面非常广，也可以是认可面不广的（甚至说只有你自己用的，也是ok的）

假设我有个朋友去相亲，相约在天桥见面，这个朋友很早就过去了，发现，果然有个妹子在那里好像是等人的样子，他俩就一边走一边聊，聊着聊着，聊了半天了，他突然感觉不对劲，你是王阿姨介绍的xxx嘛？人家说我不是啊，人家妹子问你是李阿姨介绍的xxx嘛？？他说我也不是啊，这个兄弟直接抛下这个妹子，折回去找之前约好的妹子，等他溜回去之后，发现人家之前的早都不见了

假设，如果在见面之前，做好更充分的约定，就可以很好的避免上述问题，举个例子，约定见面的时候，妹子穿一个红色的裙子，男生胸前插个玫瑰花~~（通信双方都认可的一套规则，这样的规则，就可以称为是协议，即使这个协议，知识两个人之间的）

进行网络通信的时候，一定是需要通信协议的，主要是，两个用来通信的主机设备，不同的硬件，不同的操作系统，不同的应用程序，即使上述内容不同，通信也能够进行正常进行

协议分层

网络通信，是一个非常复杂的事情，这个过程中涉及到很多的细节问题，如果你使用一个协议来约定上述所有的细节，这个协议就会非常庞大，非常复杂；此时就可以把一个功能复杂的协议，拆分成多个功能更单一的协议了

确实是拆分了，但是拆出来的协议太多了，于是，就要对这些协议进行分类，甚至要进行“分层”（某个方法，非常复杂了，就可以拆分成多个方法，某个类，非常复杂了，拆分成多个类，某个文件，非常复杂了，拆分成多个文件），拆分是为了管理复杂程度，不让这个东西太复杂，每个部分负责一个功能，可以举一个例子来理解

小公司，没有复杂的组织架构，老板和大家都坐在一起，你有啥问题，都是直接和老板汇报，老板有啥活，也是直接给你安排；大公司，会对整个公司进行分组，每个组负责一部分工作，组和组之间要解耦合，每个组都会有组长，组员，把工作结果汇报给组长，组长再汇报给老板，如果组又进一步的多了，还要划分成部门

协议分层，也就是上述类似的效果，把很多协议按照功能分成不同的层级，每个层级都有对应的主线任务（目标/要解决的问题），上层协议会调用下层协议的功能，下层协议会给上层协议提供服务，不能够越级调用

协议分层的优势，主要是两个方面

封装的效果：某一层协议，不必知道其他层协议的细节，降低学习使用成本，只要会说汉语，不需要理解电话的工作原理，就能打电话，设计电话的人，可能是老外，不必懂汉语，也不妨碍他设计开发电话

任意层次的协议，都是可以灵活替换的（解耦合）

站在使用者的角度，完全感知不到任何区别，电话该咋打，还是咋打，语言协议变了，即使语言变了，电话这一层，没有任何影响，设计电话的人不需要针对“英语”做任何的改变和特殊处理

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