目录
[1.1 网络的三个发展阶段](#1.1 网络的三个发展阶段)
[1.2 局域网 LAN 与 广域网 WAN](#1.2 局域网 LAN 与 广域网 WAN)
[二、到底什么是 "网络协议"？](#二、到底什么是 “网络协议”？)
[2.1 协议本质：一种约定](#2.1 协议本质：一种约定)
[2.2 为什么必须要有统一协议？](#2.2 为什么必须要有统一协议？)
[四、两大网络模型：OSI 七层 & TCP/IP 五层](#四、两大网络模型：OSI 七层 & TCP/IP 五层)
[4.1 OSI 七层模型（理论模型）](#4.1 OSI 七层模型（理论模型）)
[4.2 TCP/IP 五层模型（实际使用）](#4.2 TCP/IP 五层模型（实际使用）)
[4.3 设备与层级对应关系（**）](#4.3 设备与层级对应关系（**）)
[5.1 数据在各层的名字](#5.1 数据在各层的名字)
[5.2 什么是封装（Encapsulation）](#5.2 什么是封装（Encapsulation）)
[5.3 什么是分用（分用）](#5.3 什么是分用（分用）)
[六、网络中的地址管理：IP 地址 & MAC 地址](#六、网络中的地址管理：IP 地址 & MAC 地址)
[6.1 IP 地址](#6.1 IP 地址)
[6.2 MAC 地址](#6.2 MAC 地址)
一、计算机网络发展历程
1.1 网络的三个发展阶段
计算机网络并不是一夜之间出现的，它的发展经历了从独立到互联、从分散到集中的清晰过程。
独立模式最早的计算机之间完全相互独立，没有任何连接。一台电脑的数据无法传给另一台，数据共享只能靠 U 盘、磁盘等物理介质，效率极低。
网络互联 人们把多台计算机用通信设备连接在一起，实现数据互通与资源共享。这是网络最核心的目的：打破设备隔离，让信息自由流动。
集中式服务器模式随着业务变复杂，进入多用户、多业务共用服务器的模式。
每个人使用自己独立的计算机
业务 1、业务 2、业务 3 可以随时自由切换
共享数据统一由服务器集中管理
1.2 局域网 LAN 与 广域网 WAN
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LAN（局域网） 覆盖范围小，比如家庭、教室、公司、园区。计算机数量较多，通过交换机、路由器连接，传输速度快、延迟低、稳定性高。
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**WAN（广域网）**覆盖范围极大，跨城市、跨省、跨国，把远隔千里的计算机连在一起。依靠运营商骨干网、光纤、卫星等远距离传输技术。
-
局域网和广域网只是相对概念。比如某些大规模的内部网络，虽然范围很广，但从架构上看，也可以看作一个超大号局域网。
二、到底什么是 "网络协议"？
2.1 协议本质：一种约定
计算机之间只能传输光信号、电信号，用电压高低、频率强弱表示 0 和 1。只靠 0101 乱传，双方根本不知道对方在说什么。
要想准确传递文字、图片、视频，通信双方必须提前约定：
- 数据用什么格式
- 什么时候开始发
- 什么时候结束
- 出错了怎么办这种双方必须遵守的约定 ，就是协议。
2.2 为什么必须要有统一协议？
你可能会想：只要两台电脑自己约定协议不就行了吗？现实中完全不行，因为：
- 计算机厂商非常多（联想、戴尔、华为、苹果......）
- 操作系统非常多（Windows、macOS、Linux、Android......）
- 网络硬件设备非常多（交换机、路由器、网卡、光猫......）
如果没有统一标准，不同设备之间就像说不同方言的人 ，完全无法沟通。所以必须有人站出来，制定一套通用、公开、所有人都遵守的标准 ，这就是网络协议。
网络协议是互联网的 "普通话"，是全球设备互通的基础。
三、协议为什么要分层？
实际网络通信极其复杂，如果把所有功能堆在一起，代码会混乱不堪、无法维护。所以人们想到一个办法：分层。
分层就像把一个大任务，拆成多个小任务，每层只干一件事。用打电话举例：通信只需要两层逻辑，而真实网络要分更多层。
分层最大的好处：封装
- 每一层只关注自己的功能，不用管下层怎么实现
- 一层修改，不会影响其他层
- 易理解、易实现、易调试、易替换这和面向对象的封装思想完全一致。
正是因为分层，网络才能不断迭代发展，而不会彻底重构。
四、两大网络模型：OSI 七层 & TCP/IP 五层
4.1 OSI 七层模型（理论模型）
OSI 全称 Open System Interconnection （开放系统互连），是一个国际标准的理论框架 。它把网络逻辑上分成 7 层，概念清晰、理论完整，但太复杂、不实用，现实中几乎不用。
| 层级 | 名称 | 核心功能 |
|---|---|---|
| 7 | 应用层 | 给应用程序使用的协议（邮件、远程登录、文件传输） |
| 6 | 表示层 | 数据格式转换，把设备格式转成网络标准格式 |
| 5 | 会话层 | 建立、管理、断开通信连接 |
| 4 | 传输层 | 保证节点之间可靠传输，检查数据是否丢失 |
| 3 | 网络层 | 地址管理，选择传输路由 |
| 2 | 数据链路层 | 传输数据帧，0101 与帧之间转换 |
| 1 | 物理层 | 光电信号、网线、接口规范，传输 0/1 比特流 |
OSI 的优点是把服务、接口、协议 分得很清楚，但因为过于臃肿，最终被更简洁的 TCP/IP 模型取代。
4.2 TCP/IP 五层模型（实际使用）
我们学习、开发、面试全部用这个模型 。TCP/IP 不是一个协议，而是一大家族协议的统称 ，叫 TCP/IP 协议簇。
从上到下共 5 层：
1）应用层
- 负责应用程序之间的沟通
- 常见协议：HTTP、FTP、SMTP、Telnet、SSH 等
- 我们写网络编程，主要面对这一层
2）传输层
- 负责两台主机之间的数据传输
- 保证数据可靠 / 不可靠送达
- 核心协议：TCP（可靠）、UDP（不可靠）
3）网络层
- 负责地址管理与路由选择
- 用 IP 地址标识主机
- 规划数据从源到目标的传输路径
- 核心协议：IP、ICMP
- 设备：路由器
4）数据链路层
- 负责设备之间的数据帧传送与识别
- 帧同步、冲突检测、差错校验
- 标准：以太网、WiFi
- 设备：交换机
5）物理层
- 负责光 / 电信号传递
- 网线、光纤、WiFi 电磁波、接口规范
- 决定速率、距离、抗干扰能力
- 设备：集线器 Hub
很多时候会把物理层 + 数据链路层合并，称为 TCP/IP 四层模型。
4.3 设备与层级对应关系（**）
- 主机（电脑 / 手机）：操作系统实现 传输层及以下所有层
- 路由器：实现 网络层～物理层
- 交换机：实现 数据链路层～物理层
- 集线器：只实现 物理层
注意：这是一般情况，不是绝对。现实中很多三层交换机具备网络层能力，很多路由器也具备端口转发（传输层）能力。
五、网络传输基本流程：封装与分用
这是网络通信最核心的流程，面试、考试必考。
5.1 数据在各层的名字
- 传输层：段（Segment）
- 网络层：数据报（Datagram）
- 链路层：帧（Frame）
5.2 什么是封装（Encapsulation）
发送数据时，数据从上层 → 下层 传递。每经过一层，就加上该层的首部（Header），这个过程叫封装。
过程：
- 应用层生成原始数据
- 传输层加 TCP/UDP 头 → 变成段
- 网络层加 IP 头 → 变成数据报
- 链路层加帧头帧尾 → 变成帧最后变成 0/1 比特流，从物理层发送到网线上。
首部里包含关键信息：
- 首部长度
- 数据长度
- 上层协议类型
- 源 / 目标地址
- 校验信息
5.3 什么是分用（分用）
接收数据时，数据从下层 → 上层 传递。每经过一层，就剥掉对应层的首部，根据头部信息交给上一层处理。
最终，纯数据交给应用程序。
一句话记忆： 发送方：层层加头（封装） 接收方：层层剥头（分用）
同一网段内的设备通信，直接经过交换机转发。跨网段通信，必须经过路由器转发。
六、网络中的地址管理：IP 地址 & MAC 地址
网络能准确把数据发给目标设备，全靠两种地址：IP 和 MAC。
6.1 IP 地址
- 工作在 网络层
- 作用：标识网络中的一台主机
- 版本：IPv4（主流）、IPv6
- IPv4 是 32 位（4 字节）整数
- 表示方式：点分十进制，如 192.168.0.1每一段范围 0~255，共 4 段。
6.2 MAC 地址
- 工作在 数据链路层
- 作用：标识链路上的一个设备（网卡）
- 长度：48 位（6 字节）
- 表示：16 进制，用冒号分隔，如 08:00:27:03:fb:19
- 特点：网卡出厂时固化，全球唯一（虚拟机除外）
简单理解：
- IP 地址：定位主机在哪（网络层）
- MAC 地址：定位设备是谁（链路层）
七、本节重点总结
- 网络发展三阶段：独立 → 互联 → 服务器集中共享
- 局域网（小范围）、广域网（大范围）是相对概念
- 协议 = 通信约定，必须统一标准才能互通
- 分层 = 模块化 = 封装，降低复杂度、易维护
- TCP/IP 五层（必考）：应用层 → 传输层 → 网络层 → 数据链路层 → 物理层
- 设备层级：Hub（物理）、Switch（链路）、Router（网络）
- 发送：封装 （层层加头）；接收：分用（层层剥头）
- IP 标识主机（网络层），MAC 标识网卡（链路层）