前言

本文的東西是基礎理論知識，前面的操作系統的文章我不想更新了，現在想寫一寫網絡相關的文章，本篇文章是第一篇，僅傳遞網絡相關知識的概念，不必牢記~

什么是TCP/IP協議

簡單來說TCP/IP協議是網絡中所有相關協議簇的簡稱，它是眾多網絡協議的集合，這一類協議簇是有非常多的協議，如常見的:ARP/TCP/UDP/IP/ICMP/IGMP/HTTP/DNS/DHCP/TFP/MQTT等等

分層思想

TCP/IP模型是一個抽象的分層模型，這個模型中，所有的TCP/IP系列網絡協議都被歸類到4個抽象的"層"中。每一抽象層創建在低一層提供的服務上，并且為高一層提供服務。 完成一些特定的任務需要眾多的協議協同工作，這些協議分布在參考模型的不同層中的，因此有時稱它們為一個協議棧。

網絡協議通常分不同層次進行開發，每一層分別負責不同的通信功能。一個協議族，比如TCP/IP，是一組不同層次上的多個協議的組合。TCP/IP通常被認為是一個四層協議系統，其分層模型如下：

分層模型

每一層都負責不同的功能。

鏈路層

也稱作數據鏈路層或網絡接口層，通常包括操作系統中的設備驅動程序和計算機中對應的網絡接口卡。它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理接口細節。

網絡層

有時也稱作互聯網層，處理數據報在網絡中的活動，例如數據報路由。其中網絡層協議包括IP協議（網際協議）， ICMP協議（互聯網控制報文協議），以及IGMP協議（英特網組管理協議）。

運輸層

運輸層主要為兩臺主機上的應用程序提供端到端的通信。在TCP/IP協議族中，有兩個傳輸層協議： TCP（傳輸控制協議）和UDP（用戶數據報協議）。TCP為兩臺主機提供高可靠性的數據通信。它所做的工作包括把應用程序交給它的數據分成合適的小塊交給下面的網絡層，同時還要確認接收到的數據是正確的，并且將其組裝成有序的數據遞交到應用層，同時還要處理超時重傳、流量控制等。由于運輸層提供了高可靠性的端到端的通信，因此應用層可以更加方便來處理數據。

而另一方面，UDP則為應用層提供一種非常簡單的服務。它只是把稱作數據報的分組從一臺主機發送到另一臺主機，但并不保證該數據報能到達另一端，因此數據的可靠性必須由應用層來提供，這就導致應用層處理程序的困難，但是對于數據要求不可靠的傳輸通常使用UDP協議，如視頻的播放等。

應用層

應用層就是用戶程序，不同的應用會有不一樣的操作

各種協議：

HTTP （Hypertext Transfer Protocol，超文本傳輸協議），主要用于普通瀏覽。

HTTPS （Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer, or HTTP over SSL，安全超文本傳輸協議）,HTTP協議的安全版本。

FTP （File Transfer Protocol，文件傳輸協議），由名知義，用于文件傳輸。

POP3 （Post Office Protocol, version 3，郵局協議），收郵件用。

SMTP （Simple Mail Transfer Protocol，簡單郵件傳輸協議），用來發送電子郵件。

SSH （Secure Shell，用于替代安全性差的TELNET），用于加密安全登陸用。

OOTP （Boot Protocol，啟動協議），應用于無盤設備。

NTP （Network Time Protocol，網絡時間協議），用于網絡同步。

DHCP （Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議），動態配置IP地址。

DNS （Domain Name Service，域名服務），用于完成地址查找，郵件轉發等工作（運行在TCP和UDP協議上）。

ECHO （Echo Protocol，回繞協議），用于查錯及測量應答時間（運行在TCP和UDP協議上）。

SNMP （Simple Network Management Protocol，簡單網絡管理協議），用于網絡信息的收集和網絡管理。

ARP （Address Resolution Protocol，地址解析協議），用于動態解析以太網硬件的地址。

協議

提示：圖中的RARP（逆地址解析協議）是基本不怎么使用的協議。

IP地址

為了標識互聯網中的每臺主機的身份，設計人員為每個接入網絡中的主機都分配一個IP地址（Internet Protocol Address），是一個32位的整數地址，只有合法的IP地址才能接入互聯網中并且與其他主機進行通信。注意了：IP地址是軟件地址，是協議棧中識別主機身份的唯一標識。如果IP地址是不合法的，那么無法連接上公網（或者稱為廣域網）。

IP分類編址

互聯網上的每個接口必須有一個唯一的IP地址, IP地址長 32bit,IP地址并不采用平面形式的地址空間，如 1、2、3等。 IP地址具有一定的結構，有五類不同的互聯網地址格式:

IP地址

A 類網絡地址的第一個字節的第一位必須為0 ，因此， A 類網絡地址第一個字節的取值范圍為0~127（注意：但0 和127 不是有效的A 類網絡地址號）

B 類網絡地址的第一個字節的第一位必須為1 ，且第二位必須為0，因此， B 類網絡地址第一個字節的取值范圍為128~191

C 類網絡地址的第一個字節的第一位必須為1，第二位必須為1，第三位必須為0，因此C類網絡第一個字節的取值范圍為192~223

D 類IP地址的第一個字節前四位為1110，那么它第一個字節的取值范圍為224~239，約占據了所有IP地址的十六分之一，它是一個專門保留的地址，它并不指向特定的網絡，目前這一類地址被用于多播。

E 類IP地址的第一個字節前四位必須為1111，那么它第一個字節的取值范圍為240~255，約占據了所有IP地址的十六分之一，是為將來使用而保留的，其中32bit全為1的IP地址（255.255.255.255）用作廣播地址。

IP地址特點

局域網的概念

局域網（Local Area Network，縮寫為LAN），又稱內網，指覆蓋局部區域（如辦公室或樓層）的計算機網絡，局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能，是在一定區域內由多個計算機連接組成的網絡，比如騰訊、阿里的內網，在內部的計算機上的數據可以互聯互通、數據共享等。簡單來說，當我們使用的開發板接入路由器的時候，電腦的網絡也接入路由器，那么開發板與電腦就組成局域網，數據在鏈路層上是互聯互通的。當然，板子也能通過網線直連電腦，這樣子也是組成一個局域網絡，數據可以在兩個主機之間進行通信。

廣域網

廣域網（Wide Area Network，縮寫為WAN），又稱廣域網、外網（與翻墻的外網是不一樣的概念）、公網。是連接不同地區計算機以進行通信的網絡，這種網絡通常會跨越很大的范圍，覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個地區、城市并能提供遠距離通信服務， 但是注意的是我們說的廣域網并不等同于互聯網 。

簡單來說（我使用比喻的方式表達），如果局域網是小溪，不同區域有很多的小溪，這些小溪匯聚成江河，那么這些江河就是廣域網，然后這些江河再流入大海，這個大海就是互聯網。互聯網就是由無數個局域網，通過廣域網線路匯聚互聯起來，就形成了互聯網。互聯網的特點是開放、互聯，如果一個公司的局域網沒有連接到互聯網，那這個局域網就不屬于互聯網，僅僅屬于內部通信的網絡。

舉個例子，如果你家在某網絡運營商辦理了網絡服務，可能他們將送你一個光貓，然后你拿著這個光貓就能上網了，你可能覺得需要多人使用網絡，所以你又去買了一個無線路由器，讓家人也能連接到網絡上，那么這個家就是一個局域網，然后局域網的通信是通過運營商連接到廣域網上的。

局域網與廣域網

這個示意圖雖然簡單，卻把LAN、WAN、Internet三者全包含了。無線路由器把電腦、手機等設備連接到局域網LAN上，并分配IP地址，即局域網IP，我們可以稱之為LAN-IP，LAN-IP所到之處，就是局域網的范圍，像我們電腦的IP地址（192.168.1.xxx）就是一個局域網IP，而路由器的地址就是運營商給我們的一個IP地址，這個IP地址是絕對合法的，可以看做是WAN-IP（實際上這個IP地址也是運營商的局域網IP地址（相對運營商來說），這個地址在運營商中轉換成一個真正的廣域網IP地址，因為真正的IP地址是不夠的，只能再細分下去，但是這些事情我們暫時無需理會，只要把路由器的IP地址看做是WAN-IP即可）。

而運營商是一個邊界，國家與國家之間有邊界，網絡之間也有邊界，運營商就是局域網LAN與廣域網WAN的邊界。局域網LAN-IP可以在局域網內部有效，但是無法跨越邊界進入廣域網中，LAN-IP是路由器分配給我們的IP，那么我們想要跨越邊界進入廣域網中，就需要將LAN-IP變成有效的的IP地址，也就是WAN-IP，那么在路由器中就需要將IP地址進行轉換，完成LAN-IP<—>WAN-IP地址轉換（NAT）。

當持有WAN-IP的IP包順利到達下一個邊界Internet Gateway，這是通往互聯網Internet的最后一道關卡，即邊界。左邊是廣域網，右邊是互聯網，也需要做WAN-IP 與 Global-IP（互聯網公共IP）的轉換才能進入互聯網中，我們知道這種概念即可，無需過多深入。