认识网络原理

发布时间 2023-09-15 23:15:48作者: 司丝思

一、局域网和广域网

随着时代的发展,计算机之间相互通信、共享数据,协同合作的需求越来越大,于是就有了计算机之间的网络互连,进行数据共享,数据共享的本质是通过网络来进行数据的传输,也成为网络通信。根据网络互连的规模可以分为局域网和广域网。

局域网

局域网,简称LAN,英文全称是Local Area Network。局域网又称为内网,局域网内的主机之间能进行网络通信,局域网与局域网之间没有连接是不能进行通信的。局域网内组建网络的几种方式:

1)通过网线直接连接

 2)通过集线器组建

3)通过交换机组建

4)基于交换机和路由器组建

广域网

广域网简称WAN,英文全称Wide Area Network,是通过路由器将多个局域网连接起来,形成更大范围的网络。

注意:广域网和局域网都是相对的概念。

二、网络通信基础

网络通信是网络中的主机之间进行数据的传输,那么如何确定传输的对象呢?这就需要使用IP地址。

IP地址和端口号

IP地址相当于是网络设备的身份标识符,即用来定位网络设备的地址。IP地址的格式是32位的二进制数,常被分割成4个8位二进制数,通常用点分十进制来表示,如112.68.97.09。

IP在网络传输的过程中可以定位到目标设备,但是数据传输到目标主机后,不知道是哪个进程来接收,所以就要用到端口号。

端口号用于定位主机中的进程,端口号是0~65535这个范围的数字,在网络通信中,进程可以绑定一个端口号,来接收或发送数据。

网络协议

IP地址和端口号虽然可以定位到某台主机的某个进程,但是网传输是依靠二进制数据来传输,那么如何确定对方传来的数据是什么呢?双方之间可以约定一个协议,根据这个协议,发送方传过来的数据接收方按照约定的格式来进行解析,这就是网络协议。

协议分层

网络通信是一个非常复杂的过程,如果使用复杂的协议,那么使用成本、理解成本,维护成本都很高,因此可以将复杂的协议分解成若干相对简单的小协议,针对这些小协议,根据其功能进行“分类”(分层),网络协议就是在分层的背景下展开的。协议分层可以降低学习和维护的成本,同时针对某一层的协议可以进行灵活的替换。

TCP/IP模型和OSI七层模型

应用层 应用程序之间的特定协议
表示层 网络数据转化,数据加密
会话层 建立,维护,管理通话
传输层 管理两个节点之间的数据传输
网络层 负责IP选址及路由选择
数据链路层 互连设备的传送和识别数据帧
物理层 物理硬件设备

上述表格是OSI七层模型的具体描述,从下到上是OSI的1到7层,由于OSI比较复杂,不实用,实际应用的是TCP/IP五层(或四层)模型。TCP/IP协议是在OSI协议的基础上进行了简化,如下图:

 

 由于物理层我们讨论的较少,因此TCP/IP也称作TCP/IP四层模型。TCP/IP是一组协议的代名词,它还包括许多协议,组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP协议从下到上1到5层分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层。

  • 应用层:应用程序间的相互沟通,如电子邮件的传输(SMTP),文件传输(FTP),网络远程访问协议(Telnet)等。
  • 传输层:负责两台主机之间的数据传输,传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)都是传输层的协议。
  • 网络层:负责地址管理和路由选择。常用的是IP协议,通过IP地址来标识一台主机,路由表规划处两台主机之间的数据传输的路线(路由)。
  • 数据链路层:负责设备之间的数据帧的传输和识别,主要是控制网络层和物理层之间的通信,例如网卡设备的驱动,数据差错校验,帧同步等工作。有以太网、无线LAN等标准。
  • 物理层:负责光/电信号的传递。