本章主要是对网络基础进行一个浅浅的了解，网络编程相关的协议在后续文章会详细说明。太基础的背景知识，这里就不过多介绍了，有兴趣的可以自行搜索了解。
1.网络基础知识
1.1 数据在网络中的传递方式
- 单播 ---- QQ私聊1V1
- 组播 ---- QQ群聊1V多
- 广播 ---- QQ系统消息 1V所有
1.2 网络设备的工作模式
- 单工：设备只具有数据的收或发的功能，例如收音机、BP机等；
- 双工
- 半双工：设备在同一时刻只能接收或者发送数据，例如对讲机；
- 全双工：设备在同一时刻既能收也能发；
冲突域：同一时间内只能有一台设备发送信息的范围。
解决冲突域使用CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路访问），先听后发、边听边发；
1.3 OSI七层模型
- OSI(Open System Interconnection, 开放系统互连)七层网络模型称为开放系统互联参考模型，是一个逻辑上的定义和规范；
- 把网络从逻辑上分为七层，每一层都有相关、相对应的物理设备，例如路由器、交换机；
- OSI七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能是帮助不同类型的主机实现数据传输；
- 它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清除，理论也是比较完整，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯；
- 但是，它既复杂又不实用；设备厂商按照TCP/IP四层模型。
1.4 TCP/IP五层模型
TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP通讯协议采用了五层的层结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
- 物理层：负责将光/电信号传递。例如以太网通用的网线（双绞线）、早期以太网采用同轴电缆（现在主要用于有线电视）、光纤、WiFi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等，集线器(Hub)工作在物理层。
- 数据链路层：负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如网卡设备的驱动、帧同步（就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始）、冲突检测（如果检测到冲突就自动重发）、数据差错校验等工作。有以太网、令牌环网、无线LAN等标准。交换机(switch)工作在数据链路层。
- 网络层：负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中，通过IP地址来标识一台主机，并通过路由标的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路（路由），路由器(router)工作在网络层。
- 传输层：负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议(TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机。
- 应用层：负责应用层序间沟通，如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。网络编程主要就是针对应用层。
2. 网络传输基本流程
网络传输流程图
两台计算机通过TCP/IP协议通讯的过程如下所示
跨网段的主机的文件传输数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器。
数据包封装和分用
- 不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报(datagram)，在链路层叫帧(frame)；
- 应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部(header)，称为封装(Encapsulation)；
- 首部信息中包含了一些类似于首部有多长，载荷(payload)有多长，上层协议时什么等信息；
- 数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中的“上层协议字段”将数据交给对应的上层协议处理；
下图为数据封装的过程
下图为数据分用的过程
3. 网络中的地址管理
3.1 认识IP地址
IP协议有两个版本，IPv4和IPv6。当前IPv4仍然是主流，本专栏默认都是IPv4。
- IP地址是在IP协议中，用来标识网络中不同主机的地址；
- 对于IPv4来说，IP地址是一个4字节，32位的整数；
- 通常使用“点分十进制”的字符串表示IP地址，例如192.168.0.1；用点分割的每一个数字表示一个字节，范围是0~255；
3.2 认识MAC地址
- MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点；
- 长度位48位，即6个字节。一般用十六进制数字加上冒号的形式来表示，例如：08:00:27:03:fb:19；
- 在网卡出厂时就确定了，不能修改。mac地址通常是唯一的（虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址，可能会冲突；也有些网卡支持用户配置mac地址）；
