计算机网络概述

文章目录

计算机网络概述
- 一、前言
- 二、为什么
- 三、学习内容
- - [3.1 计算机网络原理](#3.1 计算机网络原理)
  - - [3.1.1 内容](#3.1.1 内容)
  - [3.2 计算机网络编程](#3.2 计算机网络编程)
  - - [3.2.1 内容](#3.2.1 内容)
- 三、概述
- - [3.1 定义](#3.1 定义)
  - [3.2 组成](#3.2 组成)
  - [3.3 分类](#3.3 分类)
- 四、计网的分层结构和分组交换
- - [4.1 网络辨析](#4.1 网络辨析)
  - [4.2 计算机网络端系统体系结构分层](#4.2 计算机网络端系统体系结构分层)
  - - [4.2.1 目的](#4.2.1 目的)
    - [4.2.2 主要内容](#4.2.2 主要内容)
  - [4.3 计算机网络的数据传输](#4.3 计算机网络的数据传输)
- 五、小结

终于开始计算机网络的学习啦~

一、前言

计算机网络是什么呢？是我们平时口口相传的网络吗？作为开篇，我将带你初步系统地了解什么是计算机网络。

二、为什么

理解现代世界的基础：互联网工作不再是"魔法"
考研或职业发展需要
解决实际问题的能力：自己诊断网络故障，优化应用性能
技术发展基石：大数据，物联网，网络安全等都建立在网络之上

三、学习内容

计算机网络原理和计算机网络编程

3.1 计算机网络原理

3.1.1 内容

保证数据通信是一个完整的过程，包括协议设计，网络组织等。

3.2 计算机网络编程

3.2.1 内容

保证数据高并发地进入服务器（数据的处理可不包括在内哦~）
操作系统底层驱动，网络协议

高并发 ：系统在极短的时间内 ，同时处理大量的用户访问或请求（就像刚下课的食堂~）

数据处理：业务人员管理，比如：和数据库相关的操作等

以网络原理为重点，网络编程为工具，模拟器来理解网络协议

三、概述

3.1 定义

计算机网络就是通过技术手段将分散的计算机设备连接起来，使其能够相互通信，共享资源的系统

3.2 组成

计算机网络由若干节点和链接这些节点的链路组成。

网络中的节点可以是计算机、交换器、集线器或者路由器等能够进行网络通信的终端设备。

核心行为：传输行为，分组传递

3.3 分类

局域网 ：Local Area Network L A N LAN LAN 一个社区、一栋楼、办公室、学校常使用局域网

城域网 ：Metropolitan Area Network M A N MAN MAN 一个城市，不同的网络进行互联互通

广域网 ：Wide Area Network W A N WAN WAN 一个国家、一个洲（比如：因特网是最大的广域网）

四、计网的分层结构和分组交换

4.1 网络辨析

网络

节点 + 链路

节点：（软硬件可裁剪）计算机系统比如： I O T IOT IOT（Internet of Things 物联网）

链路：有线链路、无线链路（因其物理性质不同，需要不同的协议支撑）

这里的计算机系统可不是 P C PC PC哦~

软硬件可裁剪：软件系统的功能模块可以按需选择、配置或移除；硬件组件可以根据性能、成本等需求进行选择性的集成或排除。

通俗来讲：根据不同的场景，对计算机系统功能进行定制化开发------嵌入式

互联网

各种网络之间的互联，进行数据通信。

两个网络机构不同（异构网络），需要协调，路由器由此而来。路由器就像一个中转站。
因特网

利用 I P IP IP地址识别身份信息，形成了一种新的网络------因特网（ w w w www www）

标准化工作： R F C RFC RFC（ R e q u e s t Request Request F o r For For C o m e n t Coment Coment）------请求评论

4.2 计算机网络端系统体系结构分层

4.2.1 目的

实现网络的数据传输会遇到很多问题，为了使问题清晰明了，提出了分层结构

4.2.2 主要内容

计算机之间连接会面临的问题：

物理介质

语言不通

数据错误、丢失

身份识别

计算机网络设计：保证主机到主机之间，能够保证数据无差错，数据身份正确，数据无丢失，交给数据处理层

7层-5层-4层

O S I OSI OSI模型------7层模型

Open Systems Interconnection 开放系统互连参考模型

O S I OSI OSI模型是由国际标准化组织（ I O S IOS IOS，International Organization for Standardization）在1984年提出，旨在提供网络通信的标准化框架。

由于种种原因，最终仅作为研究使用，未能被商业界认可推行。

O S I OSI OSI标准失败的原因：

缺乏实际经验，没有商业驱动力
协议过分复杂，运行效率低
标准的制定周期太长，产品无法及时进入市场
层次划分不合理，有些功能在多个层次中反复出现

物理层

传输介质
物理接口
什么信号表示比特1和比特0（逻辑转变为物理上的）

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers 电气电子工程师学会），主要针对物理层实现的问题提出了一系列的标准。

通过协议制定电气规范

原理：网卡（物理接口卡，充当翻译官）将这一串0和1的比特流转换成电信号 （网线）或光信号 （光纤）或无线电波 （ W i − F i Wi-Fi Wi−Fi），通过物理介质发送出去。

链路层

标识网络中各主机的身份（比如： M A C MAC MAC地址------以太网）
数据传输中的各种问题（差错检测、可靠传输、流量控制）和组网方式有关

注意：信息传输不一定非要可靠，不可靠重新再传就是了。

物理层 + 链路层 = 网卡

网络层

标识网络和网络中的各主机（ I P IP IP地址）
路由器转发分组

把数据链路上不同身份转换为同一个身份结构，为上层提供了统一的接口，便于寻址和路由

协议在每个数据段前面加上** I P IP IP头**，里面最重要的就是源 I P IP IP地址 （你的地址）和目标 I P IP IP地址（邮件服务器的地址），这就像一个信封。

传输层

进程之间基于网络的通信（进程的标识，如：端口号）★

关注数据到应用层的分离，便于使应用层知道数据是给谁的，比如：微信，浏览器等
传输的可靠性

会话层 ：进程管理（ O S OS OS负责）

表示层：数据加密解密

应用层：数据解析（不会关心组网），比如：不同的数据格式、数据解析、数据处理

为用户提供具体的服务

4.3 计算机网络的数据传输

电路交换

建立连接，分配通信资源

通话，一直占用通信资源（这里是建立一条专用的物理通信路径（电路），整个过程是独占该路径）

释放连接，归还通信资源
分组交换

将数据包分成多个小包，每个数据包需要加冗余（加首部），才能实现精准传输。

优点：
- 没有建立连接和释放连接的过程
- 分组传输的过程中逐段占用通信链路，有较高的通信线路利用率
- 交换节点可以为每一个分组独立选择转发路由，使得网络有很好的生存性
缺点：
- 分组带来额外的传输开销
- 交换节点存储转发分组会造成一定的时延
- 无法确保通信时端到端的通信资源全部可用，在通信较大时间可能造成网络堵塞
- 分组可能会出现失序和丢失等问题

五、小结

本篇旨在对计算机网络有一个初步系统的了解，很多的细节亟待我们之后去探索。

本篇最重要的就是计算机网络设计的7层（5/4层）模型，这是一个框架，我们之后将对其深入进行探索，填充框架。