1.网络

单机时代-局域网时代-广域网时代-移动互联网时代

局域网时代：通过路由器把几个电脑连接起来。

广域网时代：把更多的局域网连接到一起，构成的网络更庞大，可能已经覆盖了一个城市/国家/全世界。

2.什么是路由器？

路由器就是一个用来连接其他设备的中转站。

一般家用的路由器有5个接口（1个WAN和4个LAN），WAN是用来连接上级路由器的，LAN是用来连接电脑（实现多台电脑之间的通信，一个LAN口对应一台电脑）。

ps：一般的家用电脑只有一个网口。

3.什么是交换机？

是用来扩展路由器的端口。

eg：

 4.IP地址

是用来描述一台设备在网络中的地址，使用一个32位（4字节）数字表示（一般来说IP地址是用4个0~255的十进制数字并且使用3个点相隔表示=> 点分十进制）

5.端口

区别一个主机上不同的应用程序，一个端口对应一个应用程序，但是一个应用程序可能会绑定多个端口（是一个2字节的整数）。

1~1023范围内的端口号有特定的用途（0不使用），如果是要自定义端口建议使用1024~65535内的。

在实际通信过程中往往IP地址和端口号是成对出现的。

6.协议

是一种约定，约定通信双方按照什么样的方式来进行通信（传递数据）。

网络上本质是通过光/电信号来进行传输的。

7.协议分层

按照协议的定位/作用进行分类，并且约定了不同层次之间的“调用关系”。

（1）为什么需要协议分层？

平时写代码的时候，写的多了，往往需要把代码分成多个部分（拆分之后，更容易理解，是基于人的基本认知规律）。

如果一个大的协议来解决所有的问题，此时这个协议就非常大和复杂，不太容易让人理解。

相比之下，可以将这个大的协议给拆分成多个协议，让每个小的协议只是专注于做一小块事情，这样一来，代码就更容易理解。但是由于网络通信是很复杂的，往往一个协议会被拆分成很多很多的小协议，此时就需要对这些协议进行分层。

（2）好处：

a.协议进行分层之后，上层和下层协议彼此都进行了封装，使用上层协议不必过多关注下层，使用下层协议不必过多关注上层协议。

b.每一层协议可以根据需要灵活进行替换。

8.TCP/IP五层网络模型（还有个OSI七层网络模型）

（1）解释：

a.物理层：描述网络通信的硬件设备。

b.数据链路层：两个相邻节点之间的数据传输情况。

c.网络层：进行路线规划。

d.传输层：关注起点和终点。

e.应用层：应用程序如何使用这个数据（程序员最需关注的一点）。

（2）作用：

a.应用层：就是对应到应用程序（程序员手动实现的代码）。

b.传输层和网络层：也称操作系统。

c.数据链路层和物理层：驱动程序+硬件。

9.封装和分用

描述了网络通信过程中，基本的数据传输流程。

（1）封装：

是发送方进行的操作，目的在于给数据添加更多的“辅助信息”。从上层协议到下层协议，是一个层层对数据报进行拼接报头的过程。

eg：现在要A要通过QQ把一个消息传递给B

a.应用层

QQ应用程序，QQ就会把A输入的信息（hello）给打包成一个数据报（格式是啥并不知道，得QQ得程序员才知道），现在假设格式为：

用四个字段来进行分割，这里就构成了一个简单的应用层数据报（采用字符串拼接的形式），上述描述的规则，就是此处约定的应用层协议，但是具体用几个字段，字段的顺序如何，字段之间用什么分割，这些都是可以根据需要灵活更改。

b.传输层（使用UDP）

在这里就会对刚才的数据报进行打包，变成传输层的数据报，这里打包的过程还是字符串拼接（在刚才的基础上拼接上传输层报文）。传输层打包过后，会进一步转交给网络层。

c.网络层

这里在刚才的基础上拼接上IP报头（一个数据报包含报头和载荷），进一步交给数据链路层。IP报头中包含源IP和目的IP

d.数据链路层

这里在刚才基础上拼接上以太网报头和报尾。以太网报头中包含重要的信息：源mac地址和目的mac地址（物理地址，也是用来描述设备在网络上的地址）

e.物理层

把上述数据转换成0/1的二进制数据，通过光/电信号进行传输。

（2）分用：

当上述封装过程完成后，数据报发送出去之后，就会经过一系列的交换机和路由器的转发，当数据报到达接收方之后，就要对数据报进行分用。

a.物理层

拿到光/电信号=>二进制数据=>将得到的数据交给数据链路层（以太网数据报）

b.数据链路层

通过以太网协议对数据报进行解析，这个解析过程就会解析出报头，报尾和中间的载荷，然后把载荷部分进一步交给网络层处理。

c.网路层

通过IP协议对数据报进行解析，会解析出报头和载荷，进一步交给上层（传输层）。

d.传输层

通过UDP协议对数据报进行解析，会解析出报头和载荷，进一步交给上层。

e.应用层

此时的数据就是最原始的数据，就需根据端口号把数据交给QQ这个程序，然后QQ进一步解析这里的数据，这个解析过程也就是按照前面程序员自定义的协议来进行的。

10.传输层协议

通过网络可以让两个主机之间进行通信=>基于这样的通信来完成一定的功能。

进行网络编程的时候，需要操作系统提供一组api，通过这些api（可以认为是传输层与网络层之间的交互的路径，也就是socket api，通过该api可以完成不同主机之间，不同系统之间的通信）才能完成编程。

TCP与UDP这两种协议的工作原理差异很大，导致这两种协议进行网络编程的时候，存在一定的差别，故系统分别提供了两套api。

（1）区别：

a.TCP是有连接的，UDP是无连接的。（连接是抽象的描述）

此处连接的本质是建立连接的双方各自保存对方的信息。

两台计算机建立连接就是保存了对方的关键信息。

故而要想使用TCP进行通信，则通信双方必须建立连接，做完之后才能进行通信。

使用UDP通信，则不需要建立连接就可以进行通信。

eg：这里的建立连接就好比结婚证，一式两份，夫妻双方一人一份，内容一样（记录着双方的信息），妻子一看就知道谁是她的丈夫，丈夫也一样。

b.TCP是可靠传输的，UDP是不可靠传输的

可靠传输：A->B发送信息，消息如果没有到达B这一方，A能感受到，进一步就会采取一定的措施来进行补救（超时重传之类的）

不可靠传输：A->B发送信息，A只管发送信息，不管B有没有收到（A感知不到B的状态）

在网络通信中，A->B发送一个信息，是不可能100%到达的（网络环境很复杂），要想让数据尽可能被接收到，那应该都要采用TCP，为啥还要有UDP呢？

可靠传输意味着需要付出一定的代价（机制更复杂，传输速率会降低）

c.TCP是面向字节流，UDP是面向数据报的

此处的字节流与文件操作的字节流是一个意思，TCP和文件操作是相同的，以字节为单位来传输数据，UDP则是按照数据报为单位来进行传输的。

d.TCP和UDP是全双工的

一个信道允许双向通信，就是全双工的；只允许单向通信，就是半双工的。也就是在代码中使用一个socket对象就可以进行发送/接收数据。