认识网络
1.网络发展史
ARPnetA(阿帕网)->internet(因特网)->移动互联网->物联网
2.局域网与广域网
局域网
概念：的缩写是LAN（local area network），顾名思义，是个本地的网络，只能实现小范围短距离的网络通信。我们的家庭网络是典型的局域网。电脑、手机、电视、智能音箱、智能插座都连在路由器上，可以互相通信。
广域网
概念：广域网是相对于局域网来讲的，局域网传输距离比较近，只能是一个小范围的，如果需要长距离的传输，局域网是无法架设的。比如你在的公司总部在北京，三个分部分别在上海，深圳，成都，局域网明显是无法实现的。
实现方式：通过因特网（宽带连接，便宜）
通过广域专线（安全，使用一条自己的专用线路来传输数据，不允许别的设备接入）
3.光猫（了解）
概念：光猫是一种类似于基带modem（数字调制解调器）的设备，和基带modem不同的是接入的是光纤专线，是光信号。用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，接入路由器，是广域网接入。
光猫的作用：将光（模拟）信号转化为数字信号
早期应用：电话线
现在应用：光纤
4.路由器
概念（作用）：用于连接局域网和外网
前面说了你的设备可以连接路由器来通信，你在你家这个区域设备之间连接在一起，但是你还要和外界通信，路由器就是把你家庭这个区域的网络和外部网络连接，你就能通过路由器提供的网络和外部联系。
路由器需要区分WAN口和LAN口，WAN口是接外网的（从Modem出来的或者从上一级路由器出来的），LAN口是接内网的，现在路由器都带无线功能，本质上无线接入就是LAN。
5.交换机与路由器
交换机：用于局域网内网的数据转发（就是处理数据，像一个物流中心，管理货物（数据）运输）
路由器：用于连接局域网和外网，也能进行数据转发
注：现在大部分路由器都有有交换机的功能；
但是交换机没有IP分配和IP寻址的功能，所以交换机没有路由器的功能。
6.网线
网线就是数据传输的通路（就像道路一样）
IP地址
1.基本概念
什么是IP地址
（1）IP地址是Internet中主机的标识（主机的身份证，如果有人要我给你送一个苹果（数据），你没有身份证，你怎么证明你是我要找的人）
（2）Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址
（3）IP地址为32位（IPv4）或者128位（IPv6）
（4）IPV4表示形式：常用点分十进制形式，如202.38.64.10，最后都会转换为一个32位的无符号整数。
补充知识：
NAT设备（网络地址转换）
功能：NAT设备的主要功能是将内部私有IP地址转换为公共IP地址，或反向操作，以便在局域网和外部网络（如互联网）之间进行通信。
工作原理：
当局域网内的设备访问互联网时，NAT设备记录设备的内部IP地址和源端口，并用公共IP地址替换。
响应的流量也会经过NAT设备，NAT通过记录的映射关系将数据包发送回正确的内部设备。
作用对象：NAT设备用于管理与外部网络（如互联网）的通信，通常作为路由器的一部分。
DHCP服务器（动态主机配置协议）
功能：DHCP服务器的主要任务是自动分配IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器ip等网络配置给网络中的设备（客户端），简化网络管理。
工作原理：
当一个设备（如电脑或手机）首次连接到网络时，它会发送一个DHCP请求。
DHCP服务器接收到请求后，从预设的IP地址池中分配一个可用的IP地址，并返回给客户端。
作用对象：DHCP服务器专注于局域网内部的IP地址管理。
2.网络号/主机号(二级划分)
IP地址的组成：网络号+主机号
网络号：是一个局域网的标志，表示这个主机所属的网段（局域网）
主机号：标识在本网段内的ID，同一局域网不能重复（相当于你的主机在这个局域网范围内的编号）
不同的局域网网络号是不一样的，主机号可能和别的局域网内的主机一样但是组合在一起的IP地址就不会一样，就像你的身份证，你的所属地编号可能有很多人和你一样，但是后面哈有出生年日期和男女标识以及分配顺序，这就决定了你的身份唯一性，但是又能找出很多同一性（所属地等等）。
3.IP地址分类
IP地址分类
各个类的范围：
A类：1.0.0.1~126.255.255.254
B类：128.0.0.1~~191.255.255.254
C类：192.0.0.1~~223.255.255.254
D类（组播地址）：224.0.0.1~~239.255.255.254
E类:240.0.0.1~~247.255.255.254
特殊的IP地址
0.0.0.0：在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务
127.0.0.1：回环地址/环路地址，所有发往该类地址的数据包都应该被loop back（Loopback通常指网络或系统中的一种自我测试机制，允许信号或数据从输出端返回到输入端而不经过外部设备。常见于网络协议、音频接口、软件开发等领域）。
网络地址: 每一个网段主机号为0的地址; 如:192.168.50.222-->192.168.50.0 它是网络中的一个特殊地址，不能被分配给任何具体的主机（主机号为0）
广播地址: 主机号最大的地址是该网段的广播地址 如：192.168.50.222的广播地址是192.168.50.255
全网广播地址：255.255.255.255
终端输入ifconfig可以查看自己当前设备的网络配置信息（包含IPV4,子网掩码,广播地址等）
4 子网掩码
子网掩码：（1）是一个32位的整数，作用是将某一个IP划分成网络地址和主机地址；
（2）子网掩码长度是和IP地址长度完全一样；
特点：网络号全为1，主机号全为0；
公式：网络地址=IP & MASK（子网掩码）
主机地址= IP& ~MASK（子网掩码取反）
5.三级划分
作用: 重新划分网络号和主机号 , 也就是重新组网 , 从而提高资源利用率
二级划分 IP ：IP地址= 网络号 + 主机号（把IP地址分为两个部分）
三级划分 IP ：IP地址= 网络号 + 子网号 + 主机号(把IP地址分为三个部分，把主机号分为子网号和主机号)
练习：
1.B类地址的子网掩码怎么写？ 255.255.0.0
2.一个IP地址为192.168.3.183，计算其网络号与主机号
子网掩码：255.255.255.0 网络号：192.168.3.0 主机号：0.0.0.183
3.B类地址，同一网段最多可以连接多少个主机？ 2^16-2(去掉网络地址和广播地址)
4.如果有800台电脑, 在不浪费ip情况下, 选用哪个网段? B
5.某公司有四个部门：行政、研发1、研发2、营销，每个部门各50台计算机接入公司局域网，如果要在192.168.1.0网段为每个部门划分子网，子网掩码应该怎么设置，每个子网的地址范围分别是什么？
分析：首先确定使用第几类IP地址合适，要求能表示两百台计算机，资源利用率越高越好；这里还要求我们把主机号分为子网号和主机号，子网号来表示部门，主机号才表示各个电脑；再确定子网号应该使用几位，两位就够了，00，01，10，11，这个时候我们就确定了IP地址应该是网络号（已有）+子网号（四个部门）+主机号；A类主机号十六位，十六位减去两位子网号是14位，太多了，资源浪费，能不能再少点，B类八位主机号减去两位子网号是六位，2的六次方是64，可以容下一部门五十个人，所以选择B类IP地址。
确定格式：网络号（16位）+子网号（2位）+主机号（6位）
答案：
行政： 192.168.1.00 00 0000~00 11 1111 = 192.168.1.0~~192.168.1.63
研发一：192.168.1.01 00 0000~01 11 1111 = 192.168.1.64~~192.168.1.127
研发二：192.168.1.10 00 0000~10 11 1111 = 192.168.1.128~~192.168.1.191
营销： 192.168.1.11 00 0000~11 11 1111 = 192.168.1.192~~192.168.1.255
子网掩码：255.255.255.11 00 0000 = 255.255.255.192
网络模型
1.网络的体系结构
网络采用分而治之的方法设计，将网络的功能划分为不同的模块，以分层的形式有机组合在一起。每层实现不同的功能，其内部实现方法对外部其他层次来说是透明的。每层向上层提供服务，同时使用下层提供的服务
网络体系结构即指网络的层次结构和每层所使用协议的集合
两类非常重要的体系结构：OSI与TCP/IP
2.OSI模型（ISO国际标准化组织）
OSI模型是最理想的模型，适用于教学和理解，一般不使用这种但是要记住。
应用层：指定特定应用的协议，文件传输，文件管理，电子邮件等。
表示层：确保一个系统应用层发送的消息可以被另一个系统的应用层读取，编码转换，数据解 析，管理数据加密，解密；
会话层：通信管理，负责建立或者断开通信连接
传输层：端口号，数据传输到具体那个进程程序（端到端）
网络层：路由器中是有算法的，ip，（主机到主机）（路由的转发）
链路层：格式变为帧（把数据分成包，一帧一帧的数据进行发送）
物理层：传输的是bit流(0与1一样的数据)，物理信号，没有格式
3.TCP/IP模型（规范）
应用层：应用协议和应用程序的集合
传输层：决定数据交给机器的哪个任务（进程）去处理，通过端口寻址
（进程一定有进程号，不一定有端口号，端口号只有在进行网络通信才有）
网络层：提供设备到设备的传输，可以理解为通过IP寻址机器。
网络接口和物理层：屏蔽硬件差异（驱动），向上层提供统一的操作接口
OSI和TCP/IP模型对应关系图
4.常见协议
应用层：
SSH:加密协议
telnet：远程登录协议
FTP：文件传输协议
HTTP：超文本传输协议
DNS：域名解析协议 （将人类易于记忆的域名（如www.baidu.com）转换为计算机使用的IP地址（如192.0.2.1））
SMTP/POP3：邮件传输协议
传输层：
TCP：传输控制协议
UDP：用户数据报协议
网络层:
IP(IPV4/IPV6):网间互连的协议
ICMP：网络控制管理协议，ping命令使用
IGMP：网络分组管理协议，广播和组播使用
ARP：地址解析协议 IP-->MAC
RARP:反向地址转换协议 MAC-->IP
网络接口和物理层:
ppp：点对点协议
Ethernet:是一种常见的局域网技术，使用MAC地址进行帧的传输和接收
Wi-Fi:用于无线局域网的数据传输，通常基于IEEE 802.11标准
1.DNS
由于使用IP地址来指定计算机不方便人们记忆，且输入时候容易出错，用字符标识网络中计算机名称方法。
这种命名方法就像每个人的名字，这就是域名（Domian Name ）
域名服务器（Domain Name server）：用来处理IP地址和域名之间的转换。
域名系统（Domain Name System，DNS）：域名翻译成IP地址的软件DNS
域名结构:
例如域名 www.baidu.com.cn 从右向左看:
1.cn为高级域名，也叫一级域名，它通常分配给主干节点，取值为国家名，cn代表中国
2.com为网络名，属于二级域名，它通常表示组织或部门
中国互联网二级域名共40个，edu表示教育部门，com表示商业部门，gov表示政府，军队mil等等
3.baidu为机构名，在此为三级域名，表示百度
4.www：万维网world wide web，也叫环球信息网，是一种特殊的信息结构框架。
DNS工作流程:
DNS黑客技术:
2.TPC与UDP:
相同点：
UDP TCP 协议都存在于传输层，全双工通信
不同点：
TPC（传输控制协议）：
1.全双工通信、面向连接、可靠
2.是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(即数据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信)。
3.适用场景：
（1）发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时）
（2）适合于广播/组播式通信中。
（3）MSN/QQ/Skype等即时通讯软件的点对点文本通讯以及音视频通讯通常采用UDP协议
4.高可靠原因：
（1） 三次握手、四次挥手
（2）序列号和应答机制
（3）超时，错误重传机制
（4）拥塞控制、流量控制(滑动窗口)
UDP（用户数据报协议）：
1.全双工通信、面向无连接、不可靠；因为在数据发送前不需要进行连接，所以可以进行高效率的数据传输，但是容易丢失数据。
2.适用场景：
（1）发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时）
（2）适合于广播/组播式通信中。
（3）MSN/QQ/Skype等即时通讯软件的点对点文本通讯以及音视频通讯通常采用UDP协议
5.常用网络调试命令
1.ping:用来网络联通测试（使用多）
作用：
（1）用来检测网络的连通情况和分析网络速度；
（2）根据域名得到服务器IP；
（3）根据ping返回的TTL值来判断对方所使用的操作系统及数据包经过路由器数量。
参数：
字节：数据包大小
时间：响应时间，时间越小证明你链接这个地址的速度越快
TTL：Time To Live，从源到目的，每经过一个路由器，TTL减一，当TTL=0，包丢失
2.ifconfig:查看网络接口信息
参数：
ens33：网卡名称
en：Ethernet
s：表示热插拔插槽上的设备
33：插槽编号
lo：回环网卡
其他命令：
格式
含义
ifconfig 具体网卡名称
只显示具体网卡的详细信息（无论是否启用）
ifconfig -a
表示显示所有网卡包括没有启动的网卡
ifconfig 网卡名称 up/down
表示开启或关闭网卡
ifconfig 网络接口 IP地址[/子网掩码长度]
新建临时IP地址（添加 一块虚拟网卡）
ifconfig -s
查看通讯情况
手机调试工具
应用市场搜全能调试。
套接字：socket
1.什么是套接字
1.是一个编程接口
2.是一种特殊的文件描述符 (everything in Unix is a file)
3.socket是一种通信机制，并不仅限于TCP/IP协议
4.面向连接 (Transmission Control Protocol - TCP/IP)
5.无连接 (User Datagram Protocol -UDP 和 Inter-network Packet Exchange - IPX)
2.为什么需要socket？
1.普通的I/O操作过程 ：打开文件-＞读/写操作-＞关闭文件
2.TCP/IP协议被集成到操作系统的内核中，引入了新型的“I/O”操作 ----->进行网络通信的两个进程在不同的机器上，如何连接？ 网络协议具有多样性，如何进行统一的操作 ?
需要一种通用的网络编程接口：Socket（像一个插排线，将两个进程连接）
3. socket类型
1.流式套接字(SOCK_STREAM) ---> TCP
提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送且按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流。
2.数据报套接字(SOCK_DGRAM) --> UDP
提供无连接服务。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送可能乱序接收。
3.原始套接字(SOCK_RAW)
可以对较低层次协议如IP、ICMP直接访问，还有一些ping命令
4. 位置
在应用层和数字链路层与物理层之间
端口号
概念：
1.为了区分一台主机接收到的数据包应该转交给哪个进程来进行处理，使用端口号来区分
2.TCP端口号与UDP端口号独立（UDP port为8888，TCP port也可为8888 ）
3.端口号一般由IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 管理
4.端口用两个字节来表示
分类：（1）众所周知端口：（被占用：1~1023（1~255之间为众所周知端口，256~1023端口通常由UNIX系统占用）)
（2）已登记端口：1024~49151(可用来建立与其它主机的会话)
（3）动态或私有端口：49152~65535 （固定某些服务使用）
字节序
1.字节序: 不同类型的ｃｐｕ主机，内存存储大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序。
2.浮点类型，字符类型，字符串没有字节序
3.分类：
小端序（little-endian） - 低序字节存储在低地址 (主机字节序)
大端序（big-endian）- 高序字节存储在低地址 (网络字节序)
网络中传输的数据必须使用网络字节序，即大端字节序
终端显示的数据必须是主机字节序，即小端字节序
大小端口转换
主机字节序转换为网络字节序 （小端序->大端序）
u_long htonl (u_long hostlong); //host to network long
u_short htons (u_short short); //掌握这个网络字节序转换为主机字节序（大端序->小端序）
u_long ntohl (u_long hostlong);
u_short ntohs (u_short short);主机字节序转换为网络字节序 （小端序->大端序）
in_addr_t inet_addr(const char *strptr); //该参数是字符串 typedef uint32_t in_addr_t; struct in_addr { in_addr_t s_addr; };
功能: 主机字节序转为网络字节序
参数: const char *strptr: 字符串
返回值: 返回一个无符号长整型数(无符号32位整数用十六进制表示), 否则NULL网络字节序转换为主机字节序（大端序->小端序）
char *inet_ntoa(stuct in_addr inaddr);
功能: 将网络字节序二进制地址转换成主机字节序。
参数: stuct in_addr in addr : 只需传入一个结构体变量
返回值: 返回一个字符指针, 否则NULL;
