linux网络编程（一） ---- 基本概念
OSI（open system interconnect）模型用于计算机或通信系统间互联的标准体系。它是一个七层的、抽象的模型体，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。
应用层
与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例：telnet，HTTP,FTP,NFS,SMTP等。
表示层
这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASCII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASCII后发送数据。在接收方将标准的ASCII转换成接收方计算机的字符集。示例：加密，ASCII等。
会话层
它定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。示例：RPC，SQL等。
传输层
这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。
网络层
这层对端到端的包传输进行定义，它定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。
数据链路层
它定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。示例：ATM，FDDI等。
数据链路层:是为了提供功能上和规程上的方法，以便建立、维护和释放网络实体间的数据链路 。
物理链路（物理线路）：是由传输介质与设备组成的。原始的物理传输线路是指没有采用高层差错控制的基本的物理传输介质与设备。
数据链路（逻辑线路）：在一条物理线路之上，通过一些规程或协议来控制这些数据的传输，以保证被传输数据的正确性。实现这些规程或协议的硬件和软件加到物理线路，这样就构成了数据链路。从数据发送点到数据接收点（点到点 point to point）所经过的传输途径。
当采用复用技术时，一条物理链路上可以有多条数据链路。[1]
物理层
OSI的物理层规范是有关传输介质的特性标准，这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、帧、帧的使用、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例：Rj45，802.3等。
工业应用五层：
<前端>
应用层5
传输层4 网卡端口
网络层3 网卡IP
链路层2 mac
物理层1
<底层>
应用层协议：FTP、Telnet、SMTP、HTTP、RIP、NFS、DNS。
传输层协议：TCP协议（传输控制，数据流，数据必达无丢失，类似打电话）、UDP协议（无连接数据报，类似短信，数据前有udp头就说明处理过了。源端口，目的端口，长度，检验和。交给网络后再给个IP头）。
网洛层协议：IP协议、ICMP协议、ARP协议（地址解析）、RARP协议（逆地址解析）、IGMP协议
路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳的传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路由表（Routing Table），供路由选择时使用，表中包含的信息决定了数据转发的策略。
子网掩码(subnet Mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。附图所示的就是IP地址为“192.168.1.1”和子网掩码为“255.255.255.0”的二进制对照。其中，“1”有24个，代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。
网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。 按照不同的分类标准，网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。又叫协议转换器，是一种复杂的网络连接设备，可以支持不同协议之间的转换，实现不同协议网络之间的互连。网关具有对不兼容的高层协议进行转换的能力，为了实现异构设备之间的通信，网关需要对不同的链路层、专用会话层、表示层和应用层协议进行翻译和转换。 网关是一个智能超群的路由器，一个智能超群的网桥，一个智能超群的中继器。
若要使两个完全不同的网络（异构网）连接在一起，一般使用网关，在Internet中两个网络也要通过一台称为网关的计算机实现互联。这台计算机能根据用户通信目标计算机的IP地址，决定是否将用户发出的信息送出本地网络，同时，它还将外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来，它是一个网络与另一个网络相联的通道。为了使TCP/IP协议能够寻址，该通道被赋予一个IP地址，这个IP地址称为网关地址。也就是说，网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。
网关主要用于不同体系结构的网络或者局域网与主机系统的连接。在互连设备中，它最为复杂，一般只能进行一对一的转换，或是少数几种特定应用协议的转换。网关一般是一种软件产品。目前，网关已成为网络上每个用户都能访问大型主机的通用工具。
1. A类地址
⑴ A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。另外第1个字节的最高位固定为0。
⑵ A类地址范围：1.0.0.1到126.155.255.254。
⑶ A类地址中的私有地址和保留地址：
①10.0.0.0到10.255.255.255是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。
② 127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循环测试用的。
2. B类地址
⑴ B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。另外第1个字节的前两位固定为10。
⑵ B类地址范围：128.0.0.1到191.255.255.254。
⑶ B类地址的私有地址和保留地址
① 172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址
②169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临得获得一个IP地址。
3. C类地址
⑴C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。
⑵ C类地址范围：192.0.0.1到223.255.255.254。
⑶ C类地址中的私有地址：192.168.0.0到192.168.255.255是私有地址。
4. D类地址
⑴ D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。
⑵ D类地址范围：224.0.0.1到239.255.255.254
5. E类地址
⑴ E类地址也不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。
⑵ E类地址范围：240.0.0.1到255.255.255.254
A类地址默认子网掩码为255.0.0.0
B类地址默认子网掩码为255.255.0.0
C类地址默认子网掩码为255.255.255.0
常用的子网掩码子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两种子网掩码，它们分别是“255.255.255.0”和“255.255.0.0”。
- 子网掩码是“255.255.255.0”的网络：最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是256-2，
即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。 - 子网掩码是“255.255.0.0”的网络：后面两个数字可以在0~255范围内任意变化，可以提供2552个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是2552-2，即65023个。
主机数=2^主机位数-2，因为主机号全为1时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络号，这是两个特殊地址，注：这是二进制）
IP地址的子网掩码设置不是任意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的判断而认为目的机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。因此，子网掩码应该根据网络的规模进行设置。
如果一个网络的规模不超过254台电脑，采用“255.255.255.0”作为子网掩码就可以了，现在大多数局域网都不会超过这个数字，校园网可能有2000台电脑左右，这种规模的局域网可以使用“255.255.0.0”。
局域网最常使用的IP地址 “192.168.x.x” 默认的子网掩码是 “255.255.255.0” 。一般情况下，IP地址使用默认子网掩码就可以了。
网段,用来区分网路上的主机是否在同一网路区段内,在局域网中,每台电脑只能和自己同一网段的电脑互相通讯.Gateway的出厂IP地址是192.168.123.250,说明它处於192.168.123.X的网段(X代表1-255之间的任意值).若您的路由器的IP地址是192.168.1.X或是其他位址段,只说明二者不处於同一网段,则它们之间无法相互连接。
