夜来风雨声,“网络”知多少?

通过学习《图解TCP / IP》对网络有了一定的认识,写此篇博客对网络认识进行梳理,不对之处欢迎支持。
1、计算机网络出现的背景

1、计算机网络出现的背景

1.1、从独立模式到网络互连模式

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局域网LAN:计算机数量更多了,通过交换机和路由器连接在一起
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广域网WAN:将远隔千里的计算机都连在一起
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1.2、计算机网络的作用

计算机网络好比一个人的神经系统。一个人的身体的所有感觉都经由神经传递到大脑。与之类似,世界各地的信息也通过网络传递到每个人的计算机当中。

2、计算机网络发展的七各阶段

2.1、批处理

为了让更多的人使用计算机,出现了批处理系统。所谓批处理,是指先将用户的程序和数据装入卡带或磁带,并由计算机按照一定的顺序读取,是用户所要执行对这些程序和数据能够一并批量处理的方式。
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2.2、分时系统

20世纪60年代出现了分时系统。它是指多个终端与同一个计算机连接,允许多个用户同时使用一台计算机的系统。
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2.3、计算机之间的通信

计算机间的通信技术(计算机与计算机之间由通信线路连接)。人们能够很轻松地及时的读取另一台的计算机的数据。从而极大地缩短了传送数据的时间。
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2.4、计算机网络的产生

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2.5、互联网的普及

连接异构型计算机的通信网络技术产生,和万维网的产生。
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2.6、以互联网技术为中心的时代

IP网的诞生。
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2.7、从建立连接到安全建立连接

正如事务具有俩面性,互联网的便捷性也给人们的生活带来了负面问题。计算机病毒的入侵,信息泄漏,网络欺诈等利用互联网的犯罪日益增多。不单纯的关注连接性,更加注意安全的建立连接。

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3、协议

3.1、协议的重要性

简单来说,协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种“约定”。这种“约定"使那些由不同厂商的设备、不同的CPU以及不同的操作系统组成的计算机之间,只要遵循相同的协议就能够实现通信。反之,如果所使用的协议不同就无法实现通信。这就好比俩个人使用不同国家的语言说话。怎么也无法互相理解。

3.2、协议的例子

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4、协议分层与OSI模型

4.1、协议分层

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表面上看A跟C是在用汉语直接对话,但实际上A与C都是在通过电话机的
听简听取声音,都在对着麦克风说话。想象一下如果有一一个素未见过电话机的人
见到这个场景会怎么想?恐怕他一-定 会以为A和C在跟电话机聊天吧。
其实在这个图中,他们所用的语言协议作为麦克风的音频输人,在通信设备
层被转换为电波信号传送出去了。传送到对方的电话机后,又被通信设备层转换
为音频输出,传递给了对方。因此,A与C其实是利用电话机之间通过音频转化
声音的接口实现了对话。

4.2、OSI参考模型

实际的分组通信协议会相当复杂。OSI参考模型将这样一个复杂的协议整理并分为了易于理解的7个分层。
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1、应用层
为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包括文件传输、电子邮件、远程登录(虚拟终端)等协议。
2、表示层
将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式,或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式。因此它主要负责数据格式的转换。具体来说,就是将设备固有的数据格式转换为网络标准传输格式。不同设备对同一比特流解释的结果可能会不同。因此,使它们保持-致是这一层的主要作用。
3、会话层
负责建立和断开通信连接( 数据流动的逻辑通路),以及数据的分割等数据传输相关的管理。
4、传输层
起着可靠传输的作用。只在通信双方节点上进行处理,而无需在路由器上处理。
5、网络层
将数据传输到目标地址。目标地址可以是多个网络通过路由器连接而成的某-一个地址。因此这–层主要负责寻址和路由选择。
6、数据链路层
负责物理层面上互连的、节点之间的通信传输。例如与1个以太网相连的2个节点之间的通信。将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端(数据帧的生成与接收)。
7、物理层
负责0、1比特流(0、1序列)与电压的高低、光的闪灭之间的互换。

5、网络传输

5.1、面向有链接型与面向无连接型

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5.2、电路交换与分组交换

电路交换
在电路交换中,交换机主要负责数据的中转处理。计算机首先被连接到交换机上,而交换机与交换机之间则由众多通信线路再继续连接。因此计算机之间在发送数据时,需要通过交换机与目标主机建立通信电路。我们将连接电路称为建立连接。建立好连接以后,用户就可以一直使用这条电路,直到该连接被断开为止。

分组交换
让连接到通信电路的计算机将所要发送的数据分成多个数据包,按照-定的顺序排列之后分别发送。这就是分组交换。

5.3根据接收端数量分类

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6、地址

通信传输中,发送端和接收端可以被视为通信主体。它们都能由一个所谓“地址”的信息加以标识出来。当人们使用电话时,电话号码就相当于“地址”。当人们选择写信时,通信地址加上姓名就相当于“ 地址”。
6.1、地址唯一性
如果想让地址在通信当中发挥作用,首先需要确定通信的主体。一个地址必须明确地表示一个主体对象。在同–个通信网络中不允许有两个相同地址的通信主体存在。这也就是地址的唯一性。
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6.2、地址的层次性

当地址总数并不是很多的情况下,有了唯一地址就可以定位相互通信的主体。个重要的问题。为此人们发现地址除了具有唯一性还需要具有层次性。其实,在使用电话和信件通信的过程当中,早已有了地址分层这种概念。例如,电话号码包含国家区号和国内区号,通信地址包含国名、省名、市名和区名等。正是有了这种层次分类才能更加快速地定位某一个地址。
MAC地址和IP地址在标识一个通信主体时虽然都具有唯一性, 但是它们当中只有IP地址具有层次性。
MAC地址由设备的制造厂商针对每块网卡进行分别指定。人们可以通过制造商识别号、制造商内部产品编号以及产品通用编号确保MAC地址的唯一性。然而,人们无法确定哪家厂商的哪个网卡被用到了哪个地方。
那么IP地址又是怎样实现分层的呢?一方面,IP地址由网络号和主机号两部分组成。即使通信主体的IP地址不同,若主机号不同,网络号相同,说明它们处于同一个网段。通常,同处一个网段的主机也都属于同一个部门或集团组织。

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