网络交互｜ 青训营

网络交互在日常生活中很常见的，已经渗透到每个角落，今天来学习一下网络交互。

计算机网络七层模型

在学习网络交互之前，我们要先了解计算机网络的七层模型。
计算机网络七层模型是指OSI（Open Systems Interconnection）参考模型，它将计算机网络协议分为七个层次，每个层次负责不同的功能和任务。这些层次依次是：

1. 物理层（Physical Layer） ：物理层负责传输原始比特流，包括物理传输介质、电压、光信号等。它定义了物理连接的规范、传输速率以及接口类型等。
2. 数据链路层（Data Link Layer） ：数据链路层负责在物理连接上可靠地传输数据帧，通过物理地址（MAC地址）进行寻址和错误检测。它提供了点对点的数据传输和错误检测的功能。
3. 网络层（Network Layer） ：网络层负责通过路由选择和转发数据包，在互联网络中进行数据传输。它实现了网络之间的通信，包括IP地址分配、路由选择和数据包转发等功能。
4. 传输层（Transport Layer） ：传输层负责为应用程序提供端到端的可靠数据传输服务，主要通过端口号来标识应用程序。它提供了传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）等协议。
5. 会话层（Session Layer） ：会话层负责建立、管理和终止会话（Session），实现进程之间的通信和数据同步。它管理会话的建立、认证、同步和终止等功能。
6. 表示层（Presentation Layer） ：表示层负责数据的格式转换、加密、压缩等处理，使得不同系统的应用程序能够相互理解和交换数据。它提供了数据格式的表示和转换功能。
7. 应用层（Application Layer） ：应用层是最上层的层次，提供了用户直接使用的网络应用服务，如电子邮件、文件传输、Web浏览等。它定义了应用程序与网络之间的接口。
   这个七层模型的设计目的是为了实现不同厂商和系统之间的互操作性。每一层都有自己的功能和任务，通过在不同层次之间的协议交互，完成数据的传输和处理。
   而我们的网络接入指的是将终端设备（例如电脑、手机、智能穿戴设备等）接入互联网的过程。这一过程涉及到物理层和数据链路层的网络接入方式。

网络接入

要使网络成功接入，大致分为以下几个重点：
互联网接入，互联网是由全球范围内相互连接的计算机网络组成，它通过各种网络设备（如路由器、交换机等）和协议（如IP、ARP等）互相连接和通信。
路由是指在网络中选择数据包传输的路径的过程。路由器是一种网络设备，负责根据目标地址决定数据包应该通过哪条路径进行传输。路由器使用路由表来确定最佳路径，并使用路由协议来与其他路由器交换路由信息。
ARP（Address Resolution Protocol）协议是一种用于将IP地址转换为硬件地址（如MAC地址）的协议。在局域网中，当一个设备知道目标IP地址时，它可以通过发送ARP请求来查询目标IP对应的MAC地址，以便将数据包正确地发送到目标设备。
IP（Internet Protocol）协议是互联网上最重要的协议之一，它负责在网络中传输数据包。IP协议定义了数据包的格式和规则，以及确定数据包的源和目标地址。每个连接到互联网的设备都有唯一的IP地址，它用于标识设备和进行网络通信。 IP协议使用IP地址将数据包从源设备发送到目标设备。它还提供了一些功能，如分片（将大的数据包分割为更小的片段）、路由选择（选择数据包的路径）和错误检测等。最常用的版本是IPv4（32位地址）和IPv6（128位地址）。
除此之外，还有一项重要的技术叫做NAT（Network Address Translation，网络地址转换）。
NAT是一种用于将私有IP地址转换为公有IP地址或反向转换的技术。它允许多个设备共享一个公有IP地址访问互联网。私有IP地址是指在局域网中使用的IP地址，而公有IP地址是互联网上全球唯一的IP地址。
NAT的主要功能是在私有网络和公有网络之间转换IP地址。当内部设备通过NAT路由器访问互联网时，源IP地址会被替换为路由器的公有IP地址，这样可以隐藏内部设备的真实IP地址。当外部服务器返回响应时，NAT路由器会根据转换规则将目标IP地址转换回内部设备的私有IP地址，确保数据包正确到达目标设备。
NAT提供了一种有效管理IP地址的方法，延缓了IPv4地址短缺问题。它还增强了网络安全性，因为隐藏了内部网络的拓扑结构和真实IP地址，使得外部网络难以直接访问内部网络。 当以上全部实现后，我们的网络就成功联通。

总结

ARP协议用于将IP地址映射为MAC地址，而IP协议则负责将数据包从源地址传递到目标地址。这两个协议共同工作，使得我们能够进行跨设备的学习交流。我们应该充分利用这些技术和协议，来提高自己的能力

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