介绍网络的工作原理，物理设备到底是怎样与各种协议合作组成的信道网络。

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这里将按照分层的方式来了解网络组成，按照功能分成五个层次，这个不是一个标准的分层，也没有标准，方便理解的去模糊划分。

  1.  实体层

  2. 实体层就是将电脑连入网络的网线， 像上面宽带、光纤、无线电波一类的东西，就是信号传输的线路。

  3. 链路层

  4. 首先在实体层中传输的数据本质上都是0和1，所以要规定出我们要如何去传输和识别这些01数据，这个层确定了这些0和1的分组方式。

  5. 一开始大家都有自己的分组方式，但是这样明显不方便，不能相互的沟通，后来叫“以太网“的协议占据了主导地位，这种协议规定一组电信号构成一个数据包，叫做帧，每个帧又分为”标头“和”数据“两个部分。标头里存储了发送者、接收者、数据类型等信息；数据里就是需要传输的数据。标头的长度固定为18个字节，数据部分的长度为46到1500之间，所以一个帧的最短长度为64字节，最长为1518字节；

  6.  MAC地址，上面有说标头里面包含了发送者和接收者的信息，那就要提取出每个发送和接收设备的身份标识，这个标识就是MAC地址，那这个地址是怎么来的呢，这个地方一个设备想要接入互联网，那一定要有一个叫做“网卡”的设备，这个设备在被生产的时候就为他分配了一个全世界唯一的MAC地址，长度为48位的二进制数，通常用12个十六进制数来表示，所以我们平时查找的MAC地址都是6对字符组成；

  7. 广播，当有了mac地址作为标识之后，我们已经能够区分出谁是谁了，相当于人有了名字，而当设备接入网络后就能相互通信了，也就相当于人们在同一个屋子里说话大家都能听到了，所以把帧数据丢到网络中去，大家都取来看看标头里的接收者是不是自己，是就将数据取出来，这样数据的传输就实现了。

  8. 网络层

  9. 存在原因：为什么要有网络层，链路层的时候不就已经是实现了数据的传输了吗，链路层传输数据的方法是把数据丢到网络中每个人的手里，所以导致一些问题，一个是每个人都要去接收数据看看是不是发给自己的，现在有几十亿网民，而网络设备数量更多，很难想象如果每个人发的数据都去接过来看看接收者，这个资源占有会有多大，另一个是整个互联网其实由大量的子网络构成，两台通讯设备不一定在同一个子网络中，这样的话就没法直接通过mac地址来找到对方了。

  10. 我们需要一种方法来判断通讯的mac地址是否在同一个子网络中，如果是就用广播的方式传输数据，如果不是就用路由的方式传输数据，路由这个概念很广泛，这里不详述，这种判断的依据就是网络层了，他是一套新的地址，用于区分两台计算机是否在同一个子网络中。这套地址叫“网络地址”简称–网址；

  11. IP协议：规定网络地址的协议叫做IP协议，它所定义的地址叫做IP地址，目前广泛使用的是第四版协议，所以叫做IPv4，这个版本中网络地址有32位二进制构成，但使用中我们用4段的十进制来表示IP地址，从0.0.0.0一直到255.255.255.255；IP地址也被分为两个部分，前一部分代表了网络，后一部分代表了主机，但是这个地方两个部分的长度是不固定的所以无法区分，为了区分引入一个新的参数–子网掩码，它也是一个32位的二进制数字，他的网络部分全为1，主机部分全为0，比如11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0，通过子网掩码我们能够区分IP地址中的网络部分和主机部分，知道两个IP地址是否在同一个网络中；所以IP地址的主要作用有两个，一个是为每台设备分配IP地址，另一个是确认哪些地址是在同一个子网络中。

  12. 前面说了网络中数据传输的单元是以太网规范中的帧，但是帧的标头中只有mac地址的信息，现在我们加入了IP地址，这可咋整勒，人们决定将原本的帧的数据部分再分为两个部分，也就是包含了IP地址的标头和数据了，标头中包含了版本、长度、IP地址等信息，数据部分是IP数据内容，IP标头是20到60字节    ，整个数据包的最大总长度为65535字节，可以推出IP数据部分的最大长度可以为65515，但是前面说了这个东西整个就是放到了以太网的帧里面，而帧的最大长度是1500，当这个IP的数据包长度超过这个范围时，我们将它分成多个以太网的帧进行发送。

  13. ARP协议：没看明白，后续补充

    4.传输层

  14. 在网络层中通过IP地址和mac地址就已经能让两台主机在网络中相互通信了，但是一个终端上会有很多的程序会同时的使用网络，那个我们为了区分这些不同程序使用的端口，端口是16位二进制数组成，从0到65535,0到1023的端口被系统占用，用户只能选择大于1023的端口，所以传输层的作用是端口到端口的通讯，而前面的网络层的作用是主机到主机的通讯；（在Unix系统中把主机+端口叫做套接字socket，基于他进行网络应用的开发）

  15. UDP协议：这是一个基于端口的协议，与前面的在以太网的协议上加入IP协议相同，这个基于端口的协议也分为了标头和数据部分，整个协议被写入了IP协议的数据部分 ，UDP协议标头部分共8字节，总长度不超过65535，和IP协议的长度相同。

  16. TCP协议：UDP协议有个缺点，没有可靠性保证，只是把数据包丢出去，不知道对方到底有没有接收到，所以有了TCP协议，这个协议每个数据包都要发出去之后都要确认对方有没有收到，要是没有收到那就要重新发送，TCP协议能够保证数据不会丢失，但是由于它的实现复杂，所以会占用较多的资源。在长度这块，TCP协议没有长度的约束，但是为了保证效率，通常长度也是不会超过IP协议长度的，超过了就需要分割了。

5.应用层

应用程序收到具体的数据之后就要开始做解析了，由于来的数据可能是各种各样的数据，所以各个应用就要规定自己需要的数据的格式，所以有了邮件、网页之类的数据格式，由这些应用规定的数据标准组成了应用层。