1、互联网的实质
两台计算机之间的通信和两个人打电话的原理是一样的：
1）通过各种物理连贯介质连贯。
2）找精确确定对方计算机（精确到软件）的地位。
3）通过对立的规范进行数据的收发。
2、OSI 七层协定
互联网协议依照性能不同分为 osi 七层、tcp/ip 五层、tcp/ip 四层。
| tcp/ip 四层 | tcp/ip 五层 | osi 七层 | 每层运行常见的物理设施 |
|---|---|---|---|
| 应用层 | 应用层 | 应用层 | |
| 应用层 | 应用层 | 表示层 | |
| 应用层 | 应用层 | 会话层 | |
| 传输层 | 传输层 | 传输层 | 四层交换机、四层路由器 |
| 网络层 | 网络层 | 网络层 | 路由器、三层交换机 |
| 网络接口层 | 数据链路层 | 数据链路层 | 网桥、以太网交换机、网卡 |
| 网络接口层 | 物理层 | 物理层 | 中继器、集线器、双绞线 |
咱们将应用层、表示层、会话层并作应用层，从 tcp/ip 五层协定的角度来论述每层的由来和性能。
物理层
物理层性能：次要是基于电器个性发送高下电压（电信号），高电压对应数字 1，低电压对应数字 0。
数据链路层
数据链路层的性能：定义了电信号的分组形式。
1）以太网协定：
以太网协定（Ethernet）规定：一组电信号形成一个数据包，叫做“帧”。
每一数据帧分成：报头 head 和数据 data 两局部。
| head | data |
|---|
head 蕴含（固定 18 个字节）：发送者 / 源地址，6 个字节；接收者 / 指标地址，6 个字节；数据类型，6 个字节
data 蕴含（最短 46 字节，最长 1500 字节）：数据包的具体内容
head 长度 +data 长度 = 最短 64 字节，最长 1518 字节，超过最大限度就分片发送。
2）mac 地址
head 中蕴含的源和目标地址由来：Ethernet 规定接入 Internet 的设施都必须具备网卡，发送端和接收端的地址便是指网卡的地址，即 mac 地址
Mac 地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界上惟一的 mac 地址，长度为 48 位 2 进制，通常由 12 位 16 进制数示意（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）
3）播送
有了 mac 地址，同一网络内的两台主机就能够通信了（一台主机通过 arp 协定获取另一台主机的 mac 地址）
Ethernet 采纳最原始的形式，播送的形式进行通信，即计算机通信根本靠吼。
网络层
网络层的由来：有了 Ethernet、Mac 地址、播送的发送形式，世界上的计算机就能够彼此通信了，但世界范畴的互联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采纳以太网的播送形式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，这不仅效率低，更是劫难。
网络层性能：引入一套新的地址来辨别不同的播送域 / 子网，这套地址即网络地址。
1）IP 协定：规定网络地址的协定叫 ip 协定，它定义的地址称之为 ip 地址，宽泛采纳的 v4 版本即 ipv4，它规定网络地址由 32 位 2 进制示意，范畴 0.0.0.0-255.255.255.255
2）Ip 地址分成两局部：
网络局部：标识子网
主机局部：标识主机
留神：单纯的 ip 地址段只是标识了 ip 地址的品种，从网络局部或者主机局部都无奈辨识一个 ip 所处的子网。
3）子网掩码：所谓子网掩码，就是标识网络特色的一个参数。它在模式上等同于 IP 地址，也是一个 32 位二进制数字，它的网络局部全副为 1，主机局部全副为 0。
晓得子网掩码，咱们就能判断，任意两个 IP 地址是否处在同一个子网络。办法就是将两个 IP 地址与子网掩码别离进行 AND 运算（两个数位都为 1，运算后果为 1，否则为 0），而后比拟后果是否雷同，雷同则示意在同一个子网络，否则不是。
4）IP 数据包：分为 head 和 data 局部，毋庸为 ip 包定义独自的栏位，间接放入以太网包的 data 局部。
head：长度为 20 到 60 字节
data：最长为 65515 字节
而以太网数据包的“数据”局部，最长只有 1500 字节。因而如果 ip 数据包超过了 1500 字节，就须要宰割成几个以太网数据包发送。
| 以太网头 | ip 头 | ip 数据 |
|---|
5）ARP 协定
Arp 协定性能：播送的形式发送数据包，获取指标主机的 mac 地址
首先通过 ip 地址和子网掩码辨别出本人所处的子网
| 场景 | 数据包地址 |
|---|---|
| 同一子网 | 指标主机 mac，指标主机 ip |
| 不同子网 | 网关 mac，指标主机 ip |
剖析 172.16.10.10/24 和 172.16.10.11/24 处于同一网络（如果不是同一网络，下表中的指标 IP 改成 172.16.10.1，通过 arp 获取的是网关的 mac）
| 源 mac | 指标 mac | 源 ip | 指标 ip | 数据局部 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 发送端主机 | 发送端 mac | FF:FF:FF:FF:FF:FF | 172.16.10.10/24 | 172.16.10.11/24 | 数据 |
这个包会以播送的形式在发送端所处的自网内传输，所有主机接管后拆开包，发现指标 ip 为本人的就响应，返回本人的 mac
传输层
传输层的由来：网络层的 ip 帮咱们区分子网，以太网发层的 mac 帮咱们找到主机，然而大家应用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启多个应用程序。
那么咱们通过 ip 和 mac 找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。
传输层的性能：建设端口到端口的通信。
端口范畴为 0 -65535，0-1023 为零碎占用端口
1）tcp 协定
牢靠传输，tcp 数据包没有长度限度，实践上能够有限长，然而为了保障网络的效率，通过 TCP 数据包的长度不会超过 IP 数据包的长度，以确保单个 TCP 数据包不用再宰割。
| 以太网头 | ip 头 | tcp 头 | 数据 |
|---|
2）Udp 协定：
不牢靠传输，“报头”局部一共只有 8 个字节，总长度不超过 65535 字节，正好放进一个 ip 数据包。
| 以太网头 | ip 头 | udp 头 | 数据 |
|---|
应用层
应用层的由来：用户应用的都是应用程序，均工作于应用层，互联网是开发的，数据多种多样，必须规定好数据的组织模式。
应用层的性能：规定应用程序的数据格式。
例如，TCP 协定能够为各种各样的程序传输数据，比方 email、www、FTP 等。必须有不同协定规定电子邮件、网页、FTP 数据的格局，这些应用程序协定就形成了“应用层”