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1.网络通信概述
1.1、从进程间通信说起:
网络域套接字socket,网络通信其实就是位于网络中不同主机上面的2个进程之间的通信。
1.2、网络通信的层次
(1)硬件部分:网卡
(2)操作系统底层:网卡驱动
(3)操作系统API:socket接口
(4)应用层:低级(直接基于socket接口编程)
(5)应用层:高级(基于网络通信应用框架库)
(6)应用层:等高级(http、网络控件等)
2、网络通信基础知识1
2.1、网络通信的发展历程
(1)单机阶段
(2)局域网阶段
(3)广域网internet阶段
(4)移动互联网阶段
(5)物联网阶段
2.2、三大网络
(1)电信网、电视网络、互联网
2.3、网络通信的传输媒介
(1)无线传输:WIFI、蓝牙、zigbee、4G/5G/GPRS等
(2)有线通信:双绞线、同轴电缆、光线等
3、网络通信基础知识2
3.1、OSI 7层网络模型(详见百度介绍)
开放式系统互联是把网络通信的工作分为7层,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。
3.2、网卡
(1)计算机上网必备硬件设备,CPU靠网卡来连接外部网络
(2)串转并设备
(3)数据帧封包和拆包
(4)网络数据缓存和速率适配
3.3、集线器(HUB)
(1)信号中继放大,相当于中继器
(2)组成局域网络,用广播方式工作。
(3)注意集线器是不能用来连接外网的。
3.4、交换机
(1)包含集线器功能,但更高级
(2)交换机中有地址表,数据包查表后直达目的通信口而不是广播
(3)找不到目的口时广播并学习
4、网络通信基础知识3
4.1、路由器
(1)路由器是局域网和外部网通信的出入口
(2)路由器将整个internet划分成一个个的局域网,却又互相联通。
(3)路由器对内管理子网(局域网),可以在路由器中设置子网的网段,设置有线端口的IP地址,设置dhcp功能等,因此局域网的IP地址是路由器决定的。
(4)路由器对外实现联网,联网方式取决于外部网络(如ADSL拨号上网、宽带账号、局域网等)。这时候路由器又相当于是更高层级网络的其中一个节点而已。
(5)所以路由器相当于有2个网卡,一个对内做网关、一个对外做节点。
(6)路由器的主要功能是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳 路径(路由)并转发出去。其实就是局域网内电脑要发到外网的数据包,和外网回复给局域网内电脑的数据包。
(7)路由器技术是网络中最重要技术,决定了网络的稳定性和速度。
4.2、DNS(Domain Name Service 域名服务)
(1)网络世界的门牌号:IP地址
(2)IP地址的缺点:难记、不直观
(3)IP地址的替代品:域名,譬如www.baidu
(4)DNS服务器就是专门提供域名和IP地址之间的转换的服务的,因此域名是要购买的
(5)我们访问一个网站的流程是:先使用IP地址(譬如谷歌的DNS服务器IP地址为8.8.8.8)访问DNS服务器(DNS服务器不能是域名,只能是直接的IP地址),查询我们要访问的域名的IP地址,然后再使用该IP地址访问我们真正要访问的网站。这个过程被浏览器封装屏蔽,其中使用的就是DNS协议。
(6)浏览器需要DNS服务,而QQ这样的客户端却不需要(因为QQ软件编程时已经知道了腾讯的服务器的IP地址,因此可以直接以IP方式访问服务器)。
5.网络通信基础知识4
5.1、DHCP(dynamic host configuration protocl,动态主机配置协议)
(1)每台计算机都需要一个IP地址,且局域网内各电脑IP地址不能重复,否则会地址冲突。
(2)计算机的IP地址可以静态设定,也可以动态分配。
(3)动态分配是局域网内的DHCP服务器来协调的,很多设备都能提供DHCP功能,譬如路由器。
(4)动态分配的优势:方便接入和断开、有限的IP地址得到充分利用。
5.2、NAT(network address translation,网络地址转换协议)
(1)IP地址分为公网IP(internet范围内是唯一的)和私网IP(内网IP,常用的就是192.168.1.xx)
(2)网络通信的数据包中包含有目的地址的IP地址
(3)当局域网中的主机要发送数据包给外网时,路由器要负责将数据包头中的局域网主机的内网IP替换为当前局域网的对外外网IP,这个过程就叫NAT。
(4)NAT的作用是缓解IPv4的IP地址不够用的问题,但只是类似于打补丁的形式,最终的解决方案还是要靠IPv6。
(5)NAT穿透简介
6、网络通信基础知识5
6.1、IP地址分类(IPv4)
(1)IP地址实际是一个32位二进制构成,在网络通信数据包中就是32位二进制,而在人机交互中使用点分十进制方式显示。
(2)IP地址中32位实际包含2部分,分别为:网络地址和主机地址,即IP地址 = 网络地址 + 主机地址。
子网掩码,用来说明网络地址和主机地址各占多少位。
(3)由网络地址和主机地址分别占多少位的不同,将IP地址分为5类,最常用的有3类。
举例:
二进制方式: 0xffffffff 0xC0A80166/0x6601A8C0 IP地址的本质
点分十进制方式: 255.255.255.255 192.168.1.102 方便人看的
6.2、三类IP地址
(1)A类
(2)B类
(3)C类
(4)127.0.0.0用来做回环测试loopback
举例分析:
IP地址 = 网络地址 + 主机地址
其中:
网络地址是用来表示子网的
主机地址是用来表示子网中的具体某一台主机的。
譬如可以8位表示网络,24位表示主机
也可以16位表示网络,16位表示主机
14位表示网络,18位表示主机
子网掩码为255.255.255.0时表示前24位为网络地址,后8位为主机地址
子网掩码为255.255.0.0时,表示前16位为网络地址,后16位为主机地址
网络地址决定了这种网络中一定可以有多少个网络,譬如子网掩码为255.255.255.0时,表示我们这一种网络一共最多可以有2^24个,每个这种网络中可以有2^8个主机。
如果子网掩码为255.255.0.0时,表示我们这种网络可以有2^16个网络,每个这种网络中最多可以有2^16个主机。
6.3、如何判断2个IP地址是否在同一子网内
(1)网络标识 = IP地址 & 子网掩码
(2)2个IP地址的网络标识一样,那么就处于同一网络。
举例:
192.168.1.102 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0
192.168.1.253 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0
结论说明:192.168.1.102与192.168.1.253在同一子网内。
注:
源IP地址:发出数据包的网络的IP地址
目标IP地址:要接收数据包的计算机的IP地址
注:笔记内容整理记录于——《朱老师物联网大讲堂——3.8、网络基础》
https://edu.csdn/course/play/2408/37622
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