计算机网络基本原理
一、網絡在計算機中起到的作用:
1、網絡的發展:
? ? ?? ?獨立模式: 計算機之間相互獨立;
? ? ? ??網絡互聯: 多臺計算機連接在一起, 完成數據共享;
? ? ? ? 局域網LAN(Local Area Network): 計算機數量更多了, 通過交換機和路由器連接在一起;
? ? ? ??廣域網WAN(Wide Area Network):將遠隔千里的計算機都連在一起。(國家保密局內部的計算機也會組網,但不會連互聯網)
2、網絡的目的:
? ? ? ? ?實現數據在多個設備之間交換。
3、關于網絡的知識都是關于數據該如何交換的知識:
? ? ? ? ?操作系統內部 + 硬件中已經做到的(學習這塊知識是為了更好的交換數據)
? ? ? ? ?應用層(在自己的代碼中如何做就可以交換數據)
4、網絡上常見的設備:(組網/連網的設備)
? ? ? ? ?集線器(hub)、交換機(switch):組網
? ? ? ? ?路由器(route):連網(工作在局域網和局域網之間,交換數據)
二、協議:(游戲規則)
? ? ? ?協議是一種“約定”。計算機之間的傳輸媒介是光信號和電信號. 通過 "頻率" 和 "強弱" 來表示 0 和 1 這樣的信息. 要想傳遞各種不同的信息, 就需要約定好雙方的數據格式。即需要事先規定一些規則,他們都按照一定的規則來發送。(真實的計算機網絡中,主要采用分層 + 常見協議(標準協議))
1、OSI七層協議:
? ? ? ?OSI(Open System Interconnection)七層網絡模型稱為開放式系統互聯參考模型。(理想中的分層,實際中沒有用起來)
物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層
2、圖解網絡全景:
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? ? ? ?物理層:解決直接相連的結點的通信問題,負責光/電信號的傳遞方式. 比如現在以太網通用的網線(雙絞 線)、早期以太網采用的的同軸電纜 (現在主要用于有線電視)、光纖, 現在的wififi無線網使用電磁波等都屬于物理層的概念。物理層的能力決定了最大傳輸速率、傳輸距離、抗干擾性等. 集線器(Hub)工作在物理層;
? ? ? ?數據鏈路層:解決局域網內結點的通信問題,負責設備之間的數據幀的傳送和識別. 例如網卡設備的驅動、幀同步(就是說從網線上檢測到什么信號算作新幀的開始)、沖突檢測(如果檢測到沖突就自動重發)、數據差錯校驗等工作. 有以太網、令牌環網, 無線LAN等標準. 交換機(Switch)工作在數據鏈路層;
? ? ? ?網絡層:解決跨局域網結點和結點通信的問題,負責地址管理和路由選擇. 例如在IP協議中, 通過IP地址來標識一臺主機, 并通過路由表的方式規劃出兩臺主機之間的數據傳輸的線路(路由). 路由器(Router)工作在網路層;
? ? ? ?傳輸層:解決的是進程到進程的通信問題,負責兩臺主機之間的數據傳輸. 如傳輸控制協議 (TCP),能夠確保數據可靠的從源主機發送到目標主機;
? ? ? ? 以上都是OS內部提供的機制,幫解決通信問題,例如,國家修好的路,可以幫解決貨物從A家到B家;
? ? ? ? 應用層:解決業務上的內容,負責應用程序間溝通,如簡單電子郵件傳輸(SMTP)、文件傳輸協議(FTP)、網絡遠程訪問協議(Telnet)等. 我們的網絡編程主要就是針對應用層。
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? 3、網絡中數據的傳輸:
(1)物理層:結點間的傳播,例如:
? ? ? ? ? ? 網線:有電是1,沒電是0;
? ? ? ? ? ? 無線:電磁波,根據波形傳遞信號;
? ? ? ? ? ? ?燈:燈亮1,燈滅0.
(2)局域網內部:數據從A結點發送到B結點的過程,(數據鏈路層的工作)
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(3)在局域網內部,結點A的應用層是如何發送數據到結點B的應用層:
? ? ? ? ?A:應用層? ?------>? 數據鏈路層? ?:封裝
? ? ? ? ?B:數據鏈路層? ? ----->? 應用層? :解包? /? 分用
(4)跨局域網的情況下(廣域網/互聯網),A結點的應用層如何把數據發送給B結點的應用層:
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總結
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