软件工程师的视角看网络（网络那点事）

[你能做到的，只是不要想一步登天]

一、概述

     在以太网中，我们都很清楚网络的分层模型，ISO模型7层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。TCP/IP模型四层协议：主机至网络层、互联网层、传输层、应用层。 在实际应用中我们都是用TCP/IP的模型。下面我讲下软件设计需要了解的网络知识，个人感觉软件工程师应该知道这些知识的，当然也是些基础的网络知识。主要从从物理层、数据链路层、互联网层、传输层、应用层的角度。 对于网络设备，集线器工作在物理层；2层交换机在链路层；3层交换机在网络层、链路层；路由器在网络层；负载均衡一般是在传输层，也有应用层、网络层、链路层的。防火墙也一般是穿层。不过，以上也不是绝对的。现在的一些设备基本没有固定的层次，基本都是穿层的。
以下这张图是经典的网络逻辑图：

IP地址分为：网络段+主机端 一个网络段就代表一个子网。这个可以参考： http://en.wikipedia.org/wiki/IP_address
IPv4地址是非常缺乏的，这个跟当时的设计有关系。为此引入了NAT，此有很多争议，但是这个解决ipv4的ip缺乏问题，也不乏是一个好的方案。 以下是其中的一种结构，简单地讲就是：就是把无连接的网络做成了面向连接的网络。引入了传输层端口的概念。

到传输层，才有了连接的概念了。在传输层以下是不用面向连接的（也就是直接扔包，直接存储转发掉。）,第一张图，data flow基本说明了传输层的含义。 TCP连接连接建立需要三次握手，断开连接是四次握手【因为TCP是双工的，断开需要一方申请且另一方确认的，连接的时候可以把sync、ack合为一个】。如下是 TCP链接管理有限状态机： 

六、应用层

就是实际的网络应用了,这里就千奇百怪了，想深入了解那块，就google吧。目前大约有：DNS、e-mail、万维网(其中涉及http)等等。。。 大部分的软件从业人员都工作在此层的。
有一些应用就用传输层低于1024的端口，如 HTTP的80端口。当然这些都可以更改，没有绝对的。

七、一个关于传输层连接的例子

我从家的机器访问公司的网络，通过netstat查看得到： client的情况为：

主要解释下连接的事情，连接是传输层的事情。下层是不存在的连接的事情。为什么存在端口，原因还是应用层程序通过监听端口来区分不同的线程的。
从client上发起与服务器的三次握手连接后，连接建立起来，但是双方的目标ip都不是对方的ip。怎么建立的呢中也给出一些答案。 这个关键的就是NAT做了手脚。建立连接本质就是要分析tcp的数据包，当发现发给我的数据包后，应答的时候，就把 源地址与 目标地址互相换下，再发给对方。其实 发送方并不知道数据包是否真的发给了 对方。

八、参考资料

tcp:http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol ipv4:http://en.wikipedia.org/wiki/IPv4 http://en.wikipedia.org/wiki/File:IP_stack_connections.svg NAT: http://en.wikipedia.org/wiki/NAT Tcp state diagram ：http://en.wikipedia.org/wiki/File:Tcp_state_diagram_fixed_new.svg 大学课程《计算机网络》第四版

九、特别说明：      大部分的图片来自网络，特别是wikiped。作者：阿里巴巴封神悟
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来源：bxyz1203