初识计算机网络

端系统

"端系统"是指网络中的终端设备或主机,它们是网络通信的起始点和终点。端系统可以是个人计算机、服务器、路由器、智能手机、平板电脑等各种设备,它们通过网络连接进行通信和数据交换。

在因特网中,端系统通过网络协议(如 TCP/IP)进行通信,发送和接收数据包。端系统之间的通信可以是点对点的,也可以是通过网络中的路由器、交换机等中间设备进行转发的。端系统通过唯一的 IP 地址标识,并且通常使用端口号来标识不同的服务或应用程序。

总之,端系统是网络中的最终节点,它们是网络通信的发起者和接收者,是网络通信的重要组成部分。

端系统依靠物理连接和网络设备连接在了一起

  1. 物理连接: 端系统可以通过各种物理媒介进行连接,如以太网电缆、光纤、无线信号等。这些物理媒介将信号从一个端系统传输到另一个端系统。

  2. 网络设备: 网络中的路由器、交换机、集线器等网络设备起着连接端系统的重要作用。这些设备可以将数据包从一个端系统传输到另一个端系统,同时进行必要的路由、转发和过滤。

端系统的分类

主机==端系统,主机可以进行进一步的分类,可以被划分为客户端和服务器。

客户端是主动请求服务的主机 ,而服务器是被动响应请求并提供服务的主机。这种角色划分在网络通信中起着至关重要的作用。

  • 客户端(Client): 客户端是指主动发起通信并请求服务的主机。通常,用户使用的个人电脑、智能手机或平板电脑都是客户端。客户端通过向服务器发送请求来获取数据或服务,比如浏览网页、发送电子邮件、下载文件等。
  • 服务器(Server): 服务器是被动响应并提供服务的主机。它们通常是专门配置的计算机,用于存储和管理数据、提供服务或处理请求。服务器可以是网站服务器、电子邮件服务器、文件服务器等。服务器接收来自客户端的请求,并根据请求提供相应的服务或数据。

端系统之间的工作模式

端系统之间的工作模式可以分为两种主要模式:客户端-服务器模式(C/S模式)和对等网络模式(P2P模式)。

  1. 客户端-服务器模式:

    • 在客户端-服务器模式中,通信的一方扮演客户端的角色,而另一方则扮演服务器的角色。
    • 客户端向服务器发送请求,请求特定的服务或数据。
    • 服务器收到请求后,根据请求提供相应的服务或数据,并将响应发送回客户端。
    • 这种模式常见于 Web 浏览器与 Web 服务器之间的通信,客户端发送 HTTP 请求,服务器响应请求并返回网页内容。
  2. 对等网络模式:

    • 在对等网络模式中,通信的双方都扮演着对等的角色,既可以是客户端也可以是服务器。
    • 每个端系统既可以向其他端系统请求服务,也可以响应其他端系统的请求。
    • 对等网络模式常见于文件共享、P2P 文件下载、即时通讯等应用中。
    • 例如,P2P 文件共享网络中的各个节点都可以充当客户端和服务器,它们可以请求其他节点上的文件,同时也可以共享自己的文件给其他节点。
    • 比如,洪流下载(BitTorrent)是一种用于文件共享的协议,它允许用户高效地下载和分享大型文件。它采用了对等网络模式,不同于传统的客户端-服务器模式。

这两种工作模式都在网络通信中发挥着重要作用,客户端-服务器模式适用于需要集中管理或提供服务的场景,而对等网络模式则适用于分布式、去中心化的通信场景。

ISP

比如中国的 联通,移动,电信都属于ISP

ISP(Internet Service Provider,互联网服务提供商)通常被视为连接端系统到因特网的中间商。ISP 提供了连接用户端系统到因特网的基础设施和服务,使用户能够访问因特网上的各种资源和服务。

ISP 扮演着多种角色:

  1. 提供互联网接入服务: ISP 提供各种类型的互联网接入服务,包括拨号、宽带、光纤、DSL 等,使用户能够连接到因特网。

  2. 提供 IP 地址分配: ISP 分配给用户端系统唯一的 IP 地址,以便它们能够在因特网上识别和通信。

  3. 路由和转发数据: ISP 负责将用户端系统发送的数据包路由到目标地址,以及从因特网上的其他地方转发到用户端系统。

  4. 提供其他网络服务: 除了互联网接入服务外,ISP 还可能提供其他网络相关的服务,如电子邮件、网页托管、虚拟专用网络(VPN)等。

因此,ISP 是用户端系统接入因特网的重要中间商,它们通过提供基础设施和服务,连接用户端系统到全球因特网。

套接字接口

编程人员要想实现两个设备之间网络上的信息传递,基于网络的通信,可以使用套接字接口编写相应的程序。

套接字(Socket)接口是一种用于在计算机网络上进行通信的编程接口。它允许不同计算机之间的进程通过网络进行数据交换和通信。套接字接口常用于网络编程,允许开发者编写程序来创建网络连接、发送和接收数据等操作。

套接字接口通常包括以下几个关键概念:

  1. IP地址和端口:套接字使用 IP 地址和端口来标识网络中的进程。IP 地址用于标识计算机,端口用于标识进程。

  2. TCP套接字和UDP套接字:套接字可以基于不同的传输层协议工作,主要有 TCP(传输控制协议)套接字和 UDP(用户数据报协议)套接字。TCP 提供可靠的、面向连接的数据传输,而 UDP 则是无连接的、不可靠的数据传输。

  3. 套接字类型:套接字可以分为流套接字(stream socket)和数据报套接字(datagram socket)。流套接字提供面向连接的、可靠的数据传输,而数据报套接字则提供无连接的、不可靠的数据传输。

  4. 套接字编程:套接字接口的使用需要通过编程语言提供的套接字库或者接口来实现。常见的套接字编程接口包括 Berkeley Socket API(BSD Socket API)和 Winsock API。

套接字接口使得开发者可以创建各种网络应用程序,包括网络通信工具、服务器端应用、客户端应用、实时通信应用(如聊天应用、视频会议应用等)等。通过套接字接口,计算机之间可以实现数据的可靠传输和实时通信。

协议

协议定义了两个或者多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序,以及进行报文发送/接收一条报文/其他事件所采取的动作。

计算机网络中的协议是指一组规则和约定,用于在网络中进行通信和数据交换的过程中确保可靠性、有效性和互操作性。这些规则和约定定义了数据如何在网络中传输、如何进行错误检测和纠正、如何进行数据包的路由和转发等重要信息。计算机网络中的协议可以分为多个层次,通常使用 OSI(开放系统互联)模型或 TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)模型来进行组织和描述。

比如常见的http就是一个协议,还有https,有加密功能。

计算机网络中协议的层次

OSI网络模型 是指:开放式系统互联通信参考模型(英语:Open System Interconnection Reference Model,缩写为 OSI),简称为OSI模型(OSI model),一种概念模型,由ISO(国际标准化组织)提出。

五层协议栈由上到下分为:

应用层:面向用户,为用户提供服务,包含许多协议。应用层是网络应用程序以及他们的应用层协议存留的地方。(比如说有HTTP协议,SMTP协议(提供电子邮件报文传输))。应用层中的各种协议都是基于运输层的两个协议实现的。

运输层:进程之间数据传输,里面只有两个协议,分别为:TCP协议(规定传输前需要建立虚拟联系,安全性好但效率不高)和UDP协议(传输不需要建立虚拟连接,不稳定但是效率高)。

网络层:实现主机与主机之间信息传递,最著名的有IP协议,当然还有其他协议。

链路层:实现相邻结点之间的帧传输。

物理层:将帧中的一个个比特从一个结点移动到下一个结点。

链路层和物理层我们不做定义,故无各种协议,我们可以使用多种方法来实现,比如双绞线,同轴电缆,光纤等来实现物理层。

除了五层协议,我们还有七层协议,这个将各个层次划分的过于清晰,详细。规范非常多,这既是它优点也是它的缺点,现在我们实际普遍运用的是五层协议模式。

网络边缘和接入网

网络边缘和接入网是网络中两个重要的概念,它们在网络架构和功能上有着不同的作用。

  1. 网络边缘:

    • 网络边缘是指网络中与用户直接交互的部分,也可以称为网络的边界。
    • 在网络边缘,通常存在着用户设备(如个人计算机、智能手机、平板电脑等)和连接这些设备的网络设备(如路由器、交换机、接入点等)。
    • 网络边缘处的设备和系统负责与用户进行通信,处理用户请求,并将请求转发到核心网络中进行处理。同时,它们也负责将从核心网络返回的数据传输给用户设备。
  2. 接入网:

    • 接入网是连接用户设备和互联网服务提供商(ISP)网络之间的部分,也称为最后一英里。
    • 接入网扮演着将用户连接到互联网的桥梁角色,它负责将用户的数据流量传输到 ISP 网络中,并从 ISP 网络中接收来自互联网的数据流量。
    • 接入网可以采用多种技术和媒介,包括数字订阅线路(DSL)、光纤、电缆调制解调器(Cable Modem)、无线接入等

总的来说,网络边缘是用户与网络交互的部分,而接入网则是连接用户设备与 ISP 网络之间的桥梁,负责实现用户接入互联网的功能。两者共同构成了用户与互联网之间的连接通道。

网络核心

网络核心(Network Core)是网络架构的关键部分,负责高效地转发、交换和路由数据包,以确保在广域网或大型网络中进行快速和可靠的数据通信。网络核心是网络的心脏,通常位于网络架构的中央位置,连接和协调网络中的其他部分,例如接入网、分布式网络节点、数据中心等。在互联网中,网络核心主要是大型骨干路由器,它们负责将数据在不同的区域和ISP之间转发和路由。

路由器和交换机通常被认为是网络中的中间设备,它们既可以存在于网络边缘,也可以存在于网络核心,具体取决于它们在网络中的位置和功能。

相关推荐
->yjy4 小时前
计算机网络(第一章)
网络·计算机网络·php
摘星星ʕ•̫͡•ʔ6 小时前
计算机网络 第三章:数据链路层(关于争用期的超详细内容)
网络·计算机网络
战术摸鱼大师11 小时前
计算机网络-理论部分(二):应用层
计算机网络
C++忠实粉丝15 小时前
计算机网络socket编程(2)_UDP网络编程实现网络字典
linux·网络·c++·网络协议·计算机网络·udp
勤奋的小王同学~17 小时前
(计算机网络)期末
服务器·网络·计算机网络
小镇敲码人1 天前
【计算机网络实验】之静态路由配置
网络·计算机网络·智能路由器
代码欢乐豆1 天前
计算机网络在线测试-概述
计算机网络
helloWorldZMY2 天前
超文本传输协议(HTTP)与超文本传输安全协议(HTTPS)
网络协议·计算机网络·http·https
helloWorldZMY2 天前
传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)
网络协议·tcp/ip·计算机网络·udp