CLinet < =============>Server
客户端软件 send 服务端软件 recv
操作系统 操作系统
计算机硬件<=========物理介质=======>计算机硬件
Browser(浏览器) <==========>Server
网络存在的意义就是跨平台地域传输====>称之为通信
网络=物理链路层介质 + 互联网通信协议
互联网的本质就是一系列的网络协议，总称为"互联网协议"
互联网协议的功能：定义计算机如何介入 internet，以及介入 internet 的计算机通信的标准
互联网协议按照功能不同分为 osi 七层或者 tcp/ip五层 或 tcp/ip 四层
（装包) （解包）
应用层 ：数据 应用层 数据
传输层 ：tcp +数据 传输层 tcp +数据
网络层 ：ip +tcp +数据 网络层 ip +tcp +数据
数据链路层 ：mac + ip+tcp+ 数据 数据链路层 mac + ip+tcp + 数据
物理层 <====================交换机=====================> 物理层
电信号( 0101010101010) 0101010101010
数据包：（源mac地址，目标mac地址）（源ip地址，目标ip地址）数据
传输层----------------->四层交换机、四层的路由器
网络层----------------->路由器、三层交换机
数据链路层----------->网桥、以太网交换机、网卡，两层交换机
物理层----------------->中继器、集线器、双绞线
协议：规定数据的组织格式
? 格式：头部 + 数据头获取数据
封包裹的过程：数据外加头
拆包裹的过程：拆掉头获取数据
osi 七层协议数据传输的封包与解包过程
用户感知到的知识上面一层应用层，自上而下每层都是依赖于下一层，所以我们从最下一层开始切入，每层都运行特定的协议，越往上越靠近用户，越往下越靠近硬件
物理层是连接到 internet 中与其他计算机通信。
物理层负责发送电信号(0010110110)
一组物理层数据称之为：位
单纯的电信号毫无意义，必须对其进行分组，于是便有了数据链路层对电信号进行分组，规定了电信号多少位为一组，每组什么意思
数据链路层的功能：定义电信号的分组方式
规定 1：一组数据称之为一个数据帧
规定 2：数据帧分成两个部分==》报头(head)+数据(data)两部分
? 报头包含：源地址与目标地址，这里的地址是 mac 地址
head 包含:(固定 18 字节)
发送者/源地址，6 个字节
接受者/目标地址，6 个字节
数据类型，6 个字节
data 包含:(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,超过最大限制就分片发送
? 数据包含：包含的是网络层发过来的整体的内容
规定 3：规定但凡接入互联网的主机必须有一块网卡，每块网卡在出产时都烧制好一个全世界独一无二的地址，该地址称之为 mac 地址。
mac地址：长度为48 位2 进制，通常由 122 位 16 进制数表示(前六位是厂商编号，后六位是流水线号)
注：计算机通信基本靠吼，即以太网协议的工作方式是广播
网络层由来：有了 ethernet、mac 地址、广播的发送方式，世界上的计算机久了彼此通信了，问题是世界范围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是采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，这不仅效率低，也是一种灾难。
? 必须找出一种方法来区分那些计算机是属于同一广播域，哪些不是，如果是就采用广播的方式发送，如果不是，就采用路由的方式(向不同广播域/子网分发数据包),mac地址是无法区分的，它只跟厂商有关
网络层功能：引入一套新的地址用来区分不同的广播域/子网，这套地址即网络地址(IP地址）
网络层：IP 协议
Ps：要每一个广播域但凡要接通外部，一定要有一个网关帮内部的计算机转发包到公网，网关与外界通信走的是路由协议
规定 1：一组数据称之为一个数据包
*规定 2：数据帧分成两部分====》报头 + 数据体*
报头包含：源地址和目标地址。这里的地址指的是 IP 地址
数据包含：传输层发过来的整体的内容
规定网络地址的协议叫做 ip 协议，它定义的地址称之为 ip 地址，广泛采用 v4 版本即ipv4,它规定网络地址由 32 位 2 进制表示
范围：0.0.0.0-------------255.255.255.0
一个 ip 地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1
ip 地址分成两部分
? 网络部分：标识子网
? 主机部分：标识主机
注 L单纯的 ip 地址只是标识了 ip 地址的种类，从网络部分和主机部分都是无法辨别一个 ip 所处的子网
例：172.16.10.1 与 172.16.10.2 并不能确定而知处于同一子网
子网掩码：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，也是一个 32 位二进制数字，它的网络部分全部为 1，主机部分全部为 0。比如，IP 地址为 172.16.10.1，如果已知网络部分是前 24 位，主机部分是后 8 位，那么子网掩码就是 11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是 255.255.255.0。
知道‘子网掩码‘，我们就能判断，任意两个 IP 地址是否处在同一个子网络，方法是将两个 IP 地址与子网掩码分别进行 AND 运算（两个数位都为 1，运算结果为 1，否则为 0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明他们在同一个子网中，否则就不是。
例：已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算
计算机 1：
172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001--->172.16.10.0
计算机 2：
172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001--->172.16.10.0
结果都是 172.16.10.0，因此它们是在同一个子网络。
总结：
? IP 协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配 IP 地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络
ip数据包
? ip 数据包也分为 head 和 data 部分，无须为 ip 包定义单独的栏位，直接放入以太网包的 data 部分
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‘部分，最长只有 1500字节，因此，如果 IP 数据包超过了 1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了
? 报头部分=数据部分=============================================
计算机1： 计算机2：
应用层 应用层
传输层 传输层
网络层 网络层
数据链路层 数据链路层
物理层 <=========二层交互机========> 物理层
0101010101010
（源mac地址，xxxx）（源ip地址，目标ip地址）数据
（源mac地址，网关的mac地址）（172.16.10.10/24，101.100.200.11/10）数据
事先知道的是对方的 ip 地址(其实我们网页浏览用的链接地址，最终都是通过 DNS 域转换成 ip 地址)，但是计算机的底层通信时基于 ethernet 以太网协议的 mac 地址通信
但是又不知道想要访问的计算机 mac 地址，该如何找到在同一子网中或者其他子网中的目标计算机呢？这里就需要用到 arp 协议。
? 1）在同一子网中，arp 协议能够将ip地址解析成mac地址
? 2）不是在同一子网中，通过arp 协议获取的是网关的mac
前提：同一网络下
有了 mac 地址，同一网络内的两台主机就可以通信了(一台主机通过 arp 协议获取另外一台主机的mac 地址)。
? arp 协议由来：计算机通信基本靠吼，即广播的方式，所有上层的包到最后都要封装上以太网头，然后通过以太网协议发送。通信是基于 mac 的广播方式实现，计算机在发包时，获取自身的 mac 地址是容易的，但如何获取目标主机的 mac，就需要通过 arp 协议。
arp协议功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址。简单的来说就是在一个局部网络中，我怎么获取目标的 mac 地址？
协议工作方式：每台主机 ip 都是已知的
例如：主机 172.16.10.10/24 访问 172.16.10.11/24
? 1）首先通过ip地址和子网掩码区分出自己所处的子网
同一子网中：
数据包地址：目标主机mac，目标主机ip
不同子网中：
数据包地址：网关mac，目标主机ip
? 2）分析172.16.10.10/24与172.16.10.11/24 是否处于同一网络(如果不是同一网络，那么目标ip为172.16.10.1，通过arp可以获取网关的mac)
目标mac地址不知道,所以统一用 FF:FF:FF:FF:FF :FF表示。
注：网关的mac是以太网地址，它是一个用来确认网上设备位置的地址，可以通过 arp解析网关的IP地址获取到网关的mac地址。
案例：
# 两台计算机在同一个局域网内
计算机1：172.16.10.10/24 直接 计算机2：172.16.10.11/24
ARP：
自己的ip，对方的ip
1、计算二者网络地址，如果一样，拿到计算机2的mac地址就可以了(通过arp协议解析)
2、发送广播包
源mac 目标mac 源ip 目标ip 数据部分
发送端mac FF:FF:FF:FF:FF:FF 172.16.10.10/24 172.16.10.11/24 数据
# 两台计算机不在同一个局域网内
计算机1：172.16.10.10/24 网关 计算机2：101.100.200.11/10
ARP：
自己的ip，对方的ip
1、计算机二者网络地址，如果不一样，应该拿到网关的mac地址(通过arp获取网关的mac地址)
2、发送广播包
源mac 目标mac 源ip 目标ip 数据部分
发送端mac 网关mac 172.16.10.10/24 172.16.10.1(网关地址) 数据
计算机1通过网关将数据包发到计算机2所在网络，并开始广播，当计算机2收到解析包发现找的是自己时，会将自己的mac地址发送给计算机1
总结：
? IP地址 + mac 地址 ===》标识全世界范围内独一无二的一台计算机
? 因为 mac 地址可以通过 arp协议解析ip 地址得到
原文：https://www.cnblogs.com/xy-han/p/12715765.html