OSI七层模型

• OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型，是 一个逻辑上的定义和规范;
• 把网络从逻辑上分为了7层. 每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机;
• OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输;
• 它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整. 通过七个 层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯;
• 但是, 它既复杂又不实用; 所以我们按照TCP/IP四层模型来讲解.

从上到下：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层

TCP/IP五层（或四层）模型

1. TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇.
2. TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求
   • 物理层: 负责光/电信号的传递方式. 比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的的同轴电缆 (现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的wififi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定 了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等. 集线器(Hub)工作在物理层
   • 数据链路层: 负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到 什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作. 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层
   • 网络层: 负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划 出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层.
   • 传输层: 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议（TCP）能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机
   • 应用层: 负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协 议（Telnet）等. 我们的网络编程主要就是针对应用层

物理层我们考虑的比较少. 因此很多时候也可以称为 TCP/IP四层模型.

网络传输流程

两台计算机通过 TCP/IP 协议通讯的过程如下所示：

数据封装和解封装过程

（1）应用层传输
这里可以理解为翻译的过程，当然这是属于计算机的翻译过程，应用层便是将数据进行二进制编码。
（2）传输层传输（数据段）
传输层将上层数据分割成诸多数据段（方便解决传输出错问题），并且为每个分段后的数据
封装—— TCP报文头部。其中TCP报文头部有一个关键的字段信息——端口号（保证上层应用数据通信）。
（3）网络层传输 （数据包）
网络层将上层数据再度添加封装——IP头部，其头部包含一个关键的字段信息——IP地址，用于标识网络的逻辑地址。
（4）数据链路层传输（数据帧）
数据链路层将上层数据再次添加封装——MAC头部，其包含一个关键的字段信息——MAC地址， 可以理解为固化在硬件中的物理地址，和我们的个人银行卡号一样具有唯一性。 该封装过程中的尾部封装暂不讨论。
（5）物理层传输（比特流）
物理层将上层二进制数据转成电信号在网络中传输

当数据从上层到下层交付的时候，要进行封装，到了堆端之后要进行解包，在解包的时候要决定数据交给上层，还有一个动作叫分用。

不同的协议层堆数据包有不同的称谓：

1. 传输层：段
2. 网络层：数据报
3. 数据链路层：帧

参考

IP、MAC

ip：

IP协议有两个版本, IPv4和IPv6. 我们整个的课程, 凡是提到IP协议, 没有特殊说明的, 默认都是指IPv4

1. IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址;
2. 对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数;
3. 我们通常也使用 “点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字 节, 范围是 0 - 255;

MAC：

1. MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
2. 长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
3. 在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能 会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址).

Socket网络编程

bind():

• 服务器程序所监听的网络地址和端口号通常是固定不变的,客户端程序得知服务器程序的地址和端口号后 就可以向服务器发起连接; 服务器需要调用bind绑定一个固定的网络地址和端口号;
• 如果地址为 null ，则系统将接收临时端口和有效的本地地址来绑定套接字。

accept():

• 三次握手完成后, 服务器调用accept()接受连接;

• 如果服务器调用accept()时还没有客户端的连接请求就阻塞等待直到有客户端连接上来;

• Socket 是一个返回值代表网络的套接字;