文章目录：

一：从系统角度（解释互联网是如何构成的，协议的设计思想）

二：从用户的角度（解释结构是如何发挥作用，完成网络数据交换的）

---

参考：阮一峰

一：从系统角度（解释互联网是如何构成的，协议的设计思想）

五层模型（也有四层和七层的）

越下面的层，越靠近硬件；越上面的层，越靠近用户：如果理解话从下往上面看，上层的变动完全不涉及下层的结构

    "应用层"（Application Layer）：规定应用程序的数据格式。应用程序收到"传输层"的数据，接下来就要进行解读


    "传输层"（Transport Layer）：就是建立"端口到端口"的通信
                                 端口（port）：一个参数，表示这个数据包到底供哪个程序（进程）使用，就是使用网卡的程序的编号
                                 套接字（socket）：确定主机+端口，我们就能实现程序之间的交流
                                 UDP协议：在数据包中加入端口信息，UDP数据包=标头+数据
                                          优点是比较简单，容易实现，但是缺点是可靠性较差，一旦数据包发出，无法知道对方是否收到
                                 TCP协议：有确认机制的UDP协议，每发出一个数据包都要求确认
                                          优点能够确保数据不会遗失。它的缺点是过程复杂、实现困难、消耗较多的资源
                                          没有长度限制，理论上可以无限长，通常长度不会超过IP数据包的长度


    "网络层"（Network Layer）：建立"主机到主机"的通信
                               网络地址：作用是引进一套新的地址，使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络
                                         网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络，MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡
                               IPV4：规定网络地址的协议
                               IP地址：地址分成两个部分，前一部分代表网络，后一部分代表主机
                               子网掩码（subnet mask）：判断两台计算机是否属于同一个子网络，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址
                                                        通过将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算看结果是否相同
                               IP数据包：根据IP协议发送的数据包
                               ARP协议：能够从子网络IP地址得到MAC地址，这里是两台主机在同一个子网络。如果不在同一个子网络交给网关去处理


    "链接层"（Link Layer）：确定了0和1的分组方式
                            以太网协议：一组电信号构成一个数据包/"帧"（Frame）分成两个部分标头（Head）+数据（Data）
                                       "标头"包含数据包的一些说明项，比如发送者、接受者、数据类型等等；"数据"则是数据包的具体内容。
                            MAC地址：连入网络的所有设备，都必须具有"网卡"接口。数据包必须是从一块网卡，传送到另一块网卡。
                                     网卡的地址，就是数据包的发送地址和接收地址，都是独一无二的地址，可以定位网卡和数据包的路径
                            广播（broadcasting）：发送一个数据包，接收者读取这个包的"标头"，找到接收方的MAC地址，然后与自身的MAC地址相比较，
                                                  如果两者相同，就接受这个包，做进一步处理，否则就丢弃这个包


    ”实体层"（Physical Layer）：把电脑连接起来的物理手段。它主要规定了网络的一些电气特性，作用是负责传送0和1的电信号

数据包的结构 

 

发送数据包的条件
      同一个子网络：对方的MAC地址+对方的IP地址
    非同一个子网络：网关的MAC地址+对方的IP地址

二：从用户的角度（解释结构是如何发挥作用，完成网络数据交换的）

静态IP地址：本机的IP地址 + 子网掩码 + 网关的IP地址 + DNS的IP地址
动态IP地址：计算机开机后，会自动分配到一个IP地址，不用人为设定。它使用的协议叫做DHCP协议

DHCP协议：应用层协议
          每一个子网络中，有一台计算机负责管理本网络的所有IP地址，它叫做"DHCP服务器"
          新的计算机加入网络，必须向"DHCP服务器"发送一个"DHCP请求"数据包，申请IP地址和相关的网络参数

 

 

（1）最前面的"以太网标头"，设置发出方（本机）的MAC地址和接收方（DHCP服务器）的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址，后者这时不知道，就填入一个广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

（2）后面的"IP标头"，设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时，对于这两者，本机都不知道。于是，发出方的IP地址就设为0.0.0.0，接收方的IP地址设为255.255.255.255。

（3）最后的"UDP标头"，设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的，发出方是68端口，接收方是67端口。



以太网是广播发送，同一个子网络的每台计算机都收到了这个包。
因为接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，看不出是发给谁的，所以每台收到这个包的计算机，还必须分析这个包的IP地址，才能确定是不是发给自己的。
当看到发出方IP地址是0.0.0.0，接收方是255.255.255.255，于是DHCP服务器知道"这个包是发给我的"，而其他计算机就可以丢弃这个包
接下来，DHCP服务器读出这个包的数据内容，分配好IP地址，发送回去一个"DHCP响应"数据包。
这个响应包的结构也是类似的，以太网标头的MAC地址是双方的网卡地址，IP标头的IP地址是DHCP服务器的IP地址（发出方）和255.255.255.255（接收方），
UDP标头的端口是67（发出方）和68（接收方），分配给请求端的IP地址和本网络的具体参数则包含在Data部分。
新加入的计算机收到这个响应包，于是就知道了自己的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器等等参数。

网络数据交换，互联网协议的整个通信过程：从上层到下层

1.设置本机参数  

2.DNS协议

DNS协议：将网址转换成IP地址

3.子网掩码 ：判断，这个IP地址是不是在同一个子网络，二进制的AND运算

4.应用层协议：浏览网页用的是HTTP协议

5.TCP协议：需要设置端口

6.IP协议：TCP数据包再嵌入IP数据包。IP数据包需要设置双方的IP地址

7.以太网协议：IP数据包嵌入以太网数据包。以太网数据包需要设置双方的MAC地址

8.服务器端响应：经过多个网关的转发，服务器收到了以太网数据包

                            根据IP标头的序号将包进行拼结，取出完整的TCP数据包，然后读出里面的"HTTP请求"，接着做出"HTTP响应"，再用TCP协议发回来

                            收到HTTP响应以后，就可以将网页显示出来，就完成一次网络通信