计算机网络基本原理

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一、网络在计算机中起到的作用：

1、网络的发展：

        独立模式: 计算机之间相互独立;

        网络互联: 多台计算机连接在一起, 完成数据共享;

        局域网LAN（Local Area Network）: 计算机数量更多了, 通过交换机和路由器连接在一起；

        广域网WAN（Wide Area Network）：将远隔千里的计算机都连在一起。(国家保密局内部的计算机也会组网，但不会连互联网)

2、网络的目的：

         实现数据在多个设备之间交换。

3、关于网络的知识都是关于数据该如何交换的知识：

         操作系统内部 + 硬件中已经做到的（学习这块知识是为了更好的交换数据）

         应用层（在自己的代码中如何做就可以交换数据）

4、网络上常见的设备：（组网/连网的设备）

         集线器（hub）、交换机（switch）：组网

         路由器（route）：连网（工作在局域网和局域网之间，交换数据）

二、协议：（游戏规则）

       协议是一种“约定”。计算机之间的传输媒介是光信号和电信号. 通过 “频率” 和 “强弱” 来表示 0 和 1 这样的信息. 要想传递各种不同的信息, 就需要约定好双方的数据格式。即需要事先规定一些规则，他们都按照一定的规则来发送。（真实的计算机网络中，主要采用分层 + 常见协议（标准协议））

1、OSI七层协议：

       OSI（Open System Interconnection）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型。（理想中的分层，实际中没有用起来）

物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

2、图解网络全景：

       物理层：解决直接相连的结点的通信问题，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wififi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(Hub)工作在物理层；

       数据链路层：解决局域网内结点的通信问题，负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、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. 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层；

       网络层：解决跨局域网结点和结点通信的问题，负责地址管理和路由选择. 例如在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(Router)工作在网路层；

       传输层：解决的是进程到进程的通信问题，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；

        以上都是OS内部提供的机制，帮解决通信问题，例如，国家修好的路，可以帮解决货物从A家到B家；

        应用层：解决业务上的内容，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. 我们的网络编程主要就是针对应用层。

  3、网络中数据的传输：

（1）物理层：结点间的传播，例如：

            网线：有电是1，没电是0；

            无线：电磁波，根据波形传递信号；

             灯：灯亮1，灯灭0.

（2）局域网内部：数据从A结点发送到B结点的过程，（数据链路层的工作）

（3）在局域网内部，结点A的应用层是如何发送数据到结点B的应用层：

         A：应用层   ——>  数据链路层   ：封装

         B：数据链路层    —–>  应用层  ：解包  /  分用

（4）跨局域网的情况下（广域网/互联网），A结点的应用层如何把数据发送给B结点的应用层：