计算机网络概述

今日鸡汤

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网络发展史

网络的发展由独立模式(单机) -->局域网 --> 广域网 -->移动互联网

独立模式(单机)

主机与主机之间不能进行通信, 完全属于隔离状态
通信: 通过网络来传输数据

局域网(LAN)

1. 局域网是通过网线, 集线器, 交换机, 路由器将多个主机进行相连, 使其能进行通信
2. 局域网只限于内部进行通信, 故又称内网, 不同局域网之间不能进行通信
3. 局域网可以有多种搭建方式:
   (1) 网线
   

(2) 集线器

(3) 交换机

(4) 交换机和路由器

广域网(WAN)

通过路由器将多个局域网进行相连, 就构成了广域网, 广域网中的每一个局域网都是他的子网
广域网的连接只能通过路由器, 不能用交换机, 交换机只能用于局域网

1. 局域网和广域网是相对的, 有的时候即可把他看成是局域网, 又可看成是广域网
2. 全球化的互联网(公网, 外网) 属于一个广域网(温馨提示:翻墙属违法行为, 老铁谨言慎行)
3. 网络的通信传播可以通过网线(电信号)和光纤(光信号, 光纤的制作材料是玻璃丝)

网络通信

网络的通信通常是由两个或多个进程间进行的. 不同的主机或服务器有不同的ip地址, 不同的进程有不同的端口号. 互相通信的主机要遵循相同的协议才能完成通信
ip地址:标识主机或服务器在互联网中的位置(127.0.0.1是本机环回地址, 用于本机和本机通信, 为了提高效率, 不会通过网络进行传播)
端口号: 标识主机上的进程, 指明了数据传输到主机之后要交给谁.
协议: 协议是一组规则, 规定了数据如何在网络中传播, 如何处理传播过程中遇到的各种情况. 只有通信各方都遵循这个协议, 才能确保顺利进行通信

协议分层

生产计算机的厂商有很多, 操作系统的类型也不止一个, 生产网络通信设备的厂商也有很多, 虽然他们生产的设备各式各样, 但是都会遵循同一个协议, 从而确保不同的设备间可以顺利通信.
而要谈到协议分层, 需先谈一谈OSI七层和TCP/IP五层(四层)网络模型.

TCP/IP 五层(四层)模型

TCP/IP模型是OSI模型的简化版本

物理层:负责光/电信号的传递方式。比如现在以太网通用的网线(双绞线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤，现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器工作在物理层
数据链路层:负责设备之间的以太网数据帧的传送和识别。例如网卡设备的驱动.功能有帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作。交换机工作在数据链路层
网络层: 负责地址管理和路由选择。如在IP协议中，通过IP地址来标识一台主机，并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路（路由）。路由器工作在网路层。
运输层: 负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议(TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发 送到目标主机。
应用层:负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程 访问协议（Telnet）等。

再谈到协议分层, 对应着TCP各层有着各层的协议, 对协议进行分层不仅可以降低学习, 运维成本, 而且可以单独对一层的协议进行修改, 只需要对接好两层间的接口即可(无需了解相邻层协议的具体实现, 只需要了解接口即可).
至此, 网络通信中的五元组便集齐了, 分别是原ip, 目的ip, 原端口号, 目的端口号, 协议号.

网络设备所在分层

1. 应用层协议由应用开发人员实现
2. 操作系统实现了传输层到物理层的内容
3. 路由器实现了从网络层到物理层的内容
4. 交换机实现了数据链路层的内容
5. 集线器实现了物理层的内容

封装和分用

1. 应用层数据包在网络传输各层中的称呼并不相同, 在传输层称为段, 在网络层称为数据报, 在数据链路层为以太网数据帧. 最后交给物理层以字节流的形式在介质中进行传输
2. 应用层数据在经过协议栈发送到网络中时, 每经历一层协议都会在原有数据包前加一个数据首部, 首部中包含了首部长度, 载荷长度, 上层协议类型等, 这个过程称为封装
3. 当以太网数据帧传输到目的主机时, 各层会解析并识别首部, 根据其中的上层协议信息交给上层进行处理. 这个过程称为分用

封装: