【重难点】【计算机网络 01】OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型、IP 地址分为哪几类、ping 的原理、从浏览器地址栏输入 URL 到显示网页的过程、什么是 socket
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【重难点】【计算机网络 01】OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型、IP 地址分为哪几类、ping 的原理、从浏览器地址栏输入 URL 到显示网页的过程、什么是 socket一、OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型1.OSI 七层模型2.TCP/IP 四层模型二、IP 地址分为哪几类三、ping 的原理四、从浏览器地址栏输入 URL 到显示网页的过程五、什么是 socket一、OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型
1.OSI 七层模型
开放式系统互联模型（Open System Interconnection Model），是一种概念模型，由国际标准化组织提出，是一个试图使各种计算机在世界范围内互联为网络的标准架构，但是由于各种原因，后来真正成为标准的是 TCP/IP 模型
应用层：提供为应用软件设计的接口，以建立与另一软件之间的通信。例如：HTTP、HTTPS、FTP、Talent、SSH、SMTP、POP3 等表示层：把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式会话层：负责在数据传输中建立和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接传输层：把传输表头（TH）加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如：传输控制协议（TCP）等网络层：决定数据的路径选择和转寄，将网络表头（NH）加至数据包，以形成分组。网络表头包含了网络资料，例如：互联网协议（IP）等数据链路层：负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时，会形成信息框（Data Frame）。数据链表头（DLH）是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾（DLT）是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无限互联网（Wi-Fi）和通用分组无线服务（GPRS）等
分为两个子层：逻辑链路控制子层和介质访问控制子层物理层：在局部互联网上发送数据帧（Data Frame），它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、电线规范、继承其、中继器、网卡、主机接口卡等
2.TCP/IP 四层模型
TCP/IP 协议族（TCP/IP Protocol Suite），简称 TCP/IP。但其实它真正的名字叫互联网协议套件（Internet Protocol Suite），是网络通信模型，以及整个网络传输协议家族，为网际网络的基础通信架构。该协议族有两个核心协议：TCP（传输控制协议）和 IP（网际协议），也是该协议族中最早通过的标准
应用层：对应于 OSI 的应用层、表示层和会话层传输层：对应 OSI 的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性网络互连层：对应于 OSI 的网络层，主要解决主机到主机的通信问题网络链接层：对应于 OSI 的链路层、物理层
二、IP 地址分为哪几类
IP 地址（Internet Protocol）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。IP 地址是 IP 协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异
IP 地址由 32 位二进制数组成，由网络地址和主机地址两部分组成，为便于使用，常以 XXX.XXX.XXX.XXX 形式表示，每组 XXX 代表小于或等于 255 的 10 进制。地址可以分为 A、B、C、D、E 五大类，其中 E 类属于特殊保留地址
说明：
在 A 类、B 类、C 类 IP 地址中，如果主机号全为 1，那么这个地址为直接广播地址，它是用来使路由器将一个分组以广播形式发送给特定网络上的所有主机32 位全为 1 的 IP 地址 “255.255.255.255” 为受限广播地址，用来将一个分组以广播方式发送给本网络中的所有主机，路由器则阻挡该分组通过，将其广播功能限制在本网内部D 类与 E 类 IPv4 地址不区分网络地址和主机地址
三、ping 的原理
从功能上来说，ping 是一种因特网包探索器，用于测试网络连接量。从工作方式上来说，ping 是工作在 TCP/IP 网络体系结构中应用层的一个服务命令，主要是向特定的目的主机发送 ICMP（Internet Control Message，因特网报文控制协议）请求报文，测试目的站是否可达以及了解其相关状态
一般来说，ping 可以用来检测网络通不通。它是基于 ICMP 协议工作的。假设机器 A ping 机器 B，工作过程如下：
ping 通知系统，新建一个固定格式 ICMP 请求数据包ICMP 协议将该数据包和目标机器 B 的 IP 地址打包，一起转交给 IP 协议层IP 层协议将本机 IP 地址作为源地址，机器 B 的 IP 地址为目标地址，加上一些其它的控制信息，构建一个 IP 数据包获取目标机器 B 的 MAC 地址数据链路层构建一个数据帧，目的地址是 IP 层传过来的 MAC 地址，源地址是本机的 MAC 地址机器 B 收到后，对比目标地址，和自己本机的 MAC 地址是否一致，符合就处理返回，不符合就丢弃根据目的主机返回的 ICMP 回送回答报文中的时间戳，从而计算出往返时间最终会显示结果有这几项：发送到目的主机的 IP 地址、发送的分组数、收到的分组数、丢失的分组数、往返时间的最小平均值、往返时间的最大平均值
四、从浏览器地址栏输入 URL 到显示网页的过程
从在浏览器地址栏输入 URL 敲下回车键，直到看到网页界面，一般时间不过两秒。然而在这短短两秒内，计算机实际上已经完成了非常复杂的操作。这段过程中发生的事情，有很大一部分与 HTTP、TCP/IP 有关，我们简要概括一下大概的流程
第一步，找服务器的 IP
通过 URL，浏览器可以得到一个域名，但是在实际通信中，浏览器需要的得到的是 IP 地址。为了获得 IP 地址，浏览器会做如下操作，一般我们把浏览器通过域名查找对应 IP 的行为叫做 DNS 解析：
先找浏览器的本地缓存再找电脑硬盘里的 host 文件，有没有记录这个域名和 IP 的映射关系都找不到就只能通过网络链路去域名供应商那里查询域名系统（DNS，Domain Name System），是互联网的一项服务。它作为将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人们更方便地访问互联网
第二步，建立 TCP/IP 连接
浏览器获取到了服务器的 IP，就会向对应 IP 的服务器发送 TCP 连接请求服务器收到请求后回应，双方多次确认后建立起 TCP 双向链接
从客户端发起连接请求一直到 TCP 连接建立，这个过程，叫做 “三次握手”
如果请求是 HTTPS 的，还需要在 TCP 连接上，再通过 SSL 或 TLS 加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性，来保证数据传输的安全
第三步，请求资源
TCP 连接创建完成，浏览器开始向服务器发送正式的 HTTP 请求的数据包服务器接受请求，对请求进行解析，经过数据操作后，返回客户端需要的数据包
第四步，浏览器渲染
浏览器获取到需要的数据以后，对数据进行拼接、解析、执行，最终将完整的网页绘制在页面上
第五步，浏览器缓存
浏览器拿到服务器返回的数据后，会根据一定的策略进行数据的缓存，这样在下一次请求同样数据的时候，就可以直接到缓存拿取，不用再请求服务器
上述流程可以看作是一个应用在完整网络通信过程中的实践场景，其中带出了很多网络通信的知识点，再后面的文章中我会逐一进行介绍
五、什么是 socket
网络套接字（Nerwork socket，又译为网络套接字、网络接口、网络插槽），是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口，是应用程序与网络协议根进行交互的接口
套接字是通信的基石，是支持 TCP/IP 协议通信的基本操作单元。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双向通信的端点，它构成了单个主机内及整个网络间的编程界面。套接字存在于通信域中，通信域是为了处理一般的线程通过套接字通信而引进的一种抽象概念。套接字通常和同一个域中的套接字交换数据（数据交换也可能穿越域的界限，但这时一定要执行某种解释程序），各种进程使用这个相同的域互相之间用 Internet 协议族来进行通信
套接字是网络环境中可以被命名和寻址的通信端点，也是网络环境中进程间通信的 API（应用程序编程接口），每一个使用中的套接字都有一个与之相连的进程。通信时，其中一个网络应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的 socket 中，该 socekt 通过与网络接口卡（NIC）相连的传输介质将这段信息送到另外一台主机的 socket 中，使对方能过够接收到这段信息。因此，可以说 socket 是一种由 IP 和端口结合的、提供向应用层进程传送数据包的机制
【重难点】【计算机网络 01】OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型 IP 地址分为哪几类 ping 的原理 从浏览器地址栏输入 URL 到显示网页的过程 什么是 socket
