计算机网络概论# | 青训营笔记
课程内容
通过一个示例建立对计算机网络的整体认识 建立对网络协议分层的认知 分析HTTP1、2、3的关系 介绍CDN运行的基本原理 了解网络安全的最基本原则
分析方法
自底向上 从简单开始，逐渐变复杂 将模块逐步拼凑成一个系统
自顶向下 从复杂开始，逐渐变简单 从复杂的系统问题入手，拆分为模块问题 通过蟹堡王了解计算机网络的运行机制
蟹堡王帝国
一个富含计算机网络思想的故事
-
三步走战略
- 在比奇堡开通外卖
- 在北京和上海开分店
- 在全国开分店并开通外卖
计算机网络基础
网络组成部分
- 主机：客户端和服务端
- 路由器
- 网络协议
网络结构：网络的网络
- 比奇堡和小区网络：本地网络
本地网络（Local Area Network，简称 LAN）是指一个相对较小的地理范围内（例如家庭、学校、公司或办公楼）的计算机和其他设备通过网络媒介相互连接的系统。本地网络的主要目的是实现这些设备间的资源共享、数据传输和通信。
本地网络的典型特点包括：
- 范围有限：通常覆盖一个较小的地理区域，如同一栋建筑物或一个园区。
- 高速传输：相较于广域网（WAN），本地网络内的数据传输速度通常较快。
- 私有所有：本地网络通常由组织或个人拥有和管理。
- 设备多样：本地网络内可能包括计算机、打印机、服务器、网络存储设备等各种设备。
- 通信协议：本地网络通常使用 Ethernet（以太网）或 Wi-Fi（无线局域网）作为通信协议。
使用本地网络的好处包括便捷地共享资源（如打印机、文件和应用程序）、降低通信成本、提高工作效率和便于设备之间的协作。
- 北京和上海分店+比奇堡：三个本地网络节点的网络
本地网络节点（Local Network Node）是指在本地网络（LAN）中的一个设备，例如计算机、服务器、打印机或路由器等。每个节点在网络中都有一个唯一的地址，通常称为IP地址。这个地址用于在网络中识别和定位特定的设备。在数据传输过程中，这些地址会帮助网络设备将信息发送到正确的目的地。
本地网络节点之间的通信通常通过交换机（Switch）或路由器（Router）实现。交换机主要负责在同一局域网内设备之间转发数据包，而路由器主要负责在不同网络之间转发数据包，如在本地网络和互联网之间。
在本地网络内，节点之间可以通过有线（如以太网）或无线（如Wi-Fi）连接相互通信。使用有线连接时，设备之间通过网线连接，传输速度较快且稳定；而无线连接则无需网线，更加便捷，但可能受到环境因素影响，导致传输速度波动。
- 全国通信网络：本地网络的网络
在一个大型组织或企业环境中，通常会使用子网划分（subnetting）对本地网络进行划分。子网划分的目的是将一个大的网络划分为多个较小的子网络，以实现更好的网络管理、降低网络拥塞和提高安全性。这些子网络可以根据部门、地理位置或功能进行划分。
子网划分是通过对IP地址进行按位与操作来实现的。使用子网掩码（subnet mask）可以确定一个IP地址属于哪个子网。在子网划分后，同一子网内的设备可以直接通信，而跨子网通信需要通过路由器（router）实现。
总结一下，在一个本地网络（LAN）中，可以根据实际需求将其划分为多个子网络。这些子网络有助于实现更有效的网络管理、提高安全性和降低网络拥塞。
- 区域网络、城域网和广域网
- 区域网络（Metropolitan Area Network，简称 MAN）：区域网络覆盖一个城市或城市群，比本地网络（LAN）的范围更大，但比广域网（WAN）小。典型的应用场景包括连接同一城市内的多个企业办公楼、大学校园、政府机构等。区域网络通常使用高速光纤或其他高速传输介质，可以提供较高的数据传输速率。
- 城域网（Campus Area Network，简称 CAN）：城域网是指覆盖一个学校、大学或企业园区范围内的计算机网络。城域网的规模介于本地网络（LAN）和区域网络（MAN）之间。城域网通常由多个相互连接的局域网组成，以实现资源共享、通信和数据传输。城域网可以使用有线（如以太网）和无线（如 Wi-Fi）连接。
- 广域网（Wide Area Network，简称 WAN）：广域网覆盖一个很大的地理区域，如国家、地区甚至全球。广域网通过远程通信链路和中继设备连接多个本地网络、区域网络和城域网。典型的广域网应用包括互联网、电话公司的网络和大型企业的全球网络。广域网的数据传输速率通常较低，因为它们需要跨越更大的距离并涉及更多的中继设备。
这些网络类型之间的主要区别在于覆盖范围、传输速率和管理复杂性。不同类型的网络适用于不同的应用场景，如资源共享、通信和数据传输
电路交换&分组交换
电路交换和分组交换是两种不同的网络通信技术。它们在传输数据时采用不同的方法和机制。
- 电路交换（Circuit Switching）： 电路交换最早用于电话系统，主要用于语音通信。在电路交换中，通信双方之间建立一条固定的、专用的物理通信路径。在通话过程中，这条路径会一直被保留，直到通话结束。数据沿着这条路径顺序传输。
电路交换的主要特点和缺点如下：
确保了连续性：由于通信双方之间有一条专用的通信路径，因此数据传输具有连续性和实时性，适用于实时通信，如电话通话。
低效：在通信过程中，即使没有数据传输，通信路径也会一直被占用。这可能导致资源浪费，尤其在数据传输量不大的情况下。
通话建立时间较长：在建立通话之前，需要为通信双方分配一条物理路径，这个过程可能需要较长的时间。
- 分组交换（Packet Switching）： 分组交换是现代计算机网络（如互联网）中主要使用的通信技术。在分组交换中，数据被切分成多个数据包（或称分组），每个数据包独立传输。数据包在网络中根据最佳路由选择相应的路径，最终在目的地重新组装成原始数据。
分组交换的主要特点和优点如下： 高效：数据包在网络中独立传输，可以根据网络拥塞情况动态选择最佳路径。这样可以实现更高效的资源利用和更快的数据传输速率。 弹性：由于数据包可以通过不同的路径传输，因此分组交换网络具有较强的抗干扰能力和容错性。 适用于多种应用：分组交换可以处理多种类型的数据（如文本、图像、音频和视频），非常适合复杂的计算机网络应用。 电路交换和分组交换是两种截然不同的通信技术。电路交换主要用于实时通信，如电话系统，而分组交换则广泛应用于现代计算机网络，如互联网。分组交换具有更高的资源利用率和更强的适应性，因此在大多数场景下，分组交换是更优的选择
