计算机网络概论

什么是计算机网络？

计算机网络是指将多台计算机透过某种通讯媒介耦合在一起，实现资源共享和信息传递的技术和系统。它不仅是实现电子邮件、远程登录、数据传输的基础，更是支撑互联网技术的核心。

计算机网络的分类

计算机网络按照规模可分为局域网、城域网、广域网，按照传输媒介可分为有线网络和无线网络。

在构建计算机网络时，还需要考虑网络拓扑结构，可分为星型、线型、环型等。

计算机网络的基本概念

协议

计算机网络中，协议是指参与通信的实体在通信过程中遵循的一组约定，用于保证通信的正确性和可靠性。

OSI模型

ISO制定的开放系统互联参考模型（OSI）是一种标准的接口参考模型，目的是提供一个抽象的框架，让厂商在此基础上开发符合要求的协议。

OSI模型由7个层次构成：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

数据链路层和物理层:处理物理层和网络层的数据包传输和错误 correction。 - 网络层:处理数据包的路由选择和网络内部的逻辑地址到物理地址的转换。 - 传输层:保证数据包的可靠运输和流量控制。 - 会话层:管理会话和同步信息。 - 表示层:对数据进行编解码和格式化。 - 应用层:提供网络应用服务。OSI模型理论上比较完备,但实际应用较少。

TCP/IP四层模型

TCP/IP模型将网络体系结构分为四个层次:

链路层:对应OSI模型的物理层和数据链路层,处理物理传输和错误correction 。
网络层:对应OSI模型的网络层,处理数据包的路由选择和IP地址转换。
传输层:对应OSI模型的传输层,提供可靠的端到端的数据传输。
应用层:对应OSI模型的会话层、表示层和应用层。

在实际应用中广泛使用, Internet的主要协议均基于TCP/IP模型。

网络设备

集线器:工作在物理层,广播接收到的所有信号。

桥接器:工作在数据链路层,通过MAC地址转发数据帧。 - 交换机:高速的多端口桥接器,通过MAC地址表转发数据帧。 - 路由器:工作在网络层,通过IP地址选择路径转发数据包。 - 网关:工作在应用层,在不同网络之间转发应用层数据。 - 代理:代表客户机发出请求,获取资源,然后返回给客户机

网络设备用于连接网络段,扩展网络规模,实现资源共享和信息交换。

网络协议

网络协议规定了计算机设备之间通信的规则。主要的网络协议有:

Ethernet:广播协议,工作在数据链路层,通过MAC地址表转发数据帧。
IP:TCP/IP协议族的网络层协议,通过IP地址选择路由转发数据包。
TCP:TCP/IP协议族的传输层协议,提供可靠的、面向连接的服务。
UDP:TCP/IP协议族的传输层协议,提供不可靠的、无连接的服务。
SMTP:简单邮件传输协议,应用层协议,用于电子邮件的发送与路由。
HTTP:超文本传输协议,应用层协议,用于从Web服务器获取超文本标记语言文档。