文章目錄

• • 1 計算機網絡
  • 2 OSI參考模型
  • 3 TCP/IP 參考模型和TCP/IP協議
  • 4 IP
  • • 4.1 IP地址的組成
    • 4.2 發送數據包的過程
    • 4.3 端口

1 計算機網絡

所謂計算機網絡，是指把分布在不同地理區域的計算機用通信線路互聯起來的一個具有強大功能的網絡系統。通俗的說，計算機網絡就是通過電纜、電話線、或無線通訊設施等互聯的計算機的集合。

網絡中每臺機器稱為節點（node）。大多數節點是計算機，此外，打印機、路由器、網橋、網關和啞終端等也是節點。

人與人之間交流需要通過語言，而計算機之間交流通信的語言，就是網絡協議，當然這只是通俗的解釋

計算機網絡又分為局域網（LAN）和廣域網（WAN）。

• 局域網指的是在一個較小的地理范圍內的各個節點互聯在一起的網絡，可以包含一個多個子網。
• 廣域網的連接的地理范圍較大，常常是一個國家，一個洲，是為了讓分布較遠的局域網互聯
• Internet就是最大的廣域網。

一個網絡使用協議A，另一個網絡使用協議B，那么這兩個網絡如何通信呢？

這個就好比，上海人說上海話，北京人說北京話，北京人和上海人如何交流呢，就可以通過普通話這一標準語言交流。
網絡之間通信的標準語言就是TCP/IP協議。

2 OSI參考模型

在計算機網絡產生之初，每個計算機廠商都有自己的網絡體系結構，之間不兼容。為此，國際標準化組織（ISO）專門研究一種用于開放系統互聯的體系結構（OSI）：一個網絡系統只要遵循OSI模型，就可以和其他任何遵循OSI模型的網絡系統連接，

OSI模型把網絡非為七層，分別是：物理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層。

每層的功能如下：

物理層：傳輸信息離不開物理介質，比如雙扭線和同軸電纜，但無論介質并不在OSI7層之內。有人把物理介質當作OSI的第零層。物理層的任務就是為它的上一層提供物理連接，以及規定通信節點之間的機械和電氣等特性，比如規定電纜和接頭的類型，傳送信號的電壓等。這一層上，數據作為原始的bit流傳輸。本層的典型設備是集線器。

數據鏈路層：負責在兩個相鄰節點間的線路上，無差錯地傳送以幀為單位的數據，每一幀包括一定數據的數據和一些必要的控制信息。數據鏈路層要負責建立，維持和釋放數據鏈路的連接。如果在接收檢測到所傳數據中有差錯，就要通知發送方重新發送這一幀。典型設備是交換機。

網絡層：在計算機網絡中通信的兩個計算機可能會經過多個數據鏈路，也可能還要經過很多個通信子網。網絡層的任務就是選擇合適的網間路由和交換節點，確保數據被及時的傳輸到目標主機上。網絡層將數據鏈路層提供的幀組成數據包，包中封裝有網絡層包頭，包頭中含有邏輯地址信息（源主機和目標主機的網絡地址）。典型設備是路由器

• 數據鏈路就是有主機A到主機B經過的這一系列的連接
• 至于為何是經過節點1，節點4還是經過其他節點，就就是說從A到B如何選擇路徑，這就是路由

傳輸層: 這一層的任務主要是根據通信子網的特性來充分利用網絡資源，為兩個端系統（源主機和目標主機）的 會話層提供建立，維護和取消傳輸連接的功能，以可靠的方式或者不可靠的方式傳輸數據。所謂可靠的方式，指的是保證把源主機的數據正確的送到目標主機；而不可靠的方式，則指的是不保證數據的正確送到目標主機，數據有可能丟失，或者出錯。這一層，信息傳輸的單位是報文。

會話層：在會話層及其上面的各層，數據傳輸的單位不再另外命名，統稱為報文。負責管理 進程之間的會話過程，即復制建立，管理，終止進程之間的會話。會話層還通過在數據中插入校驗點來實現數據同步，

表示層：對上層數據進行轉換，以保證一個主機的應用層的數據可以被另一個主機的應用層理解。表示層的數據轉換包括對數據的加密，解密，壓縮，解壓和格式轉換等。

應用層”：確定進程之間通信的實際用途。

如第一張圖：當源主機發送數據的時候，在源主機側，數據由上到下傳遞，每一層都會給傳遞來的數據加一個信息頭，最后經過物理介質傳輸給目標主機，在目標主機側，數據就由下到上傳遞，每一次層都先對數據進行處理，把信息頭去掉，然后在先上層傳輸，最后到到達目標主機側的應用層，就會還原成實際的數據。

每一次加入的信息頭有著不同的內容，比如網絡層加入的信息頭就包括源地址和目標地址信息，傳輸層添加的信息頭包括報文類型，源端口和目標端口，序列號和應答號等

另外，不同主機的相同層次稱為對等層

對等層互相通信需要遵循一定的的規則，如通信的內容和方式，這種規則稱為網絡協議

3 TCP/IP 參考模型和TCP/IP協議

CP/IP 參考模型吸取了網絡分層的思想，但是對網絡的層次做了簡化，并且在網絡各層（除了主機-網絡層外）都提供了完善的協議，這些協議構成了TCP/IP協議集，簡稱TCP/IP協議。

TCP/IP 參考模型分為4個層次：應用層，傳輸層，網絡互連層和主機-網絡層，去掉了OSI的表示層和會話層，被合到了應用層，數據鏈路層和物理層合并到了主機網絡層

主機網絡層： TCP/IP 參考模型沒有真正提供這一層的實現，也沒有提供協議，只是要求第三方實現的主機-網絡層能夠為上層（網絡層）提供一個訪問接口，使網絡層能夠利用主機-網絡層來傳遞IP數據包。

網絡互聯層：是整個模型的和核心，把ip數據包發送到目標主機，為了盡快的發送，把原始數據分為多個數據包，然后沿著不同的路徑同時傳遞。數據包到達的順序可能不同，這就需要上層傳輸層對數據包進行重新排序，還原為原始數據。網絡互聯層還具備連接異構網的功能，比如連接以太網和令牌環網，而這兩個是不同類型的網，具有不同的網絡拓補結構，但是這兩個都向網絡互聯層提供了統一的訪問接口，向網絡互聯層隱藏了下層網絡的差異，使得這兩個網絡之間可以順利的傳遞數據包。網絡互聯層采用IP協議，它規定了數據包的格式，并且規定了為數據包尋找路由的流程。

• 以太網：采用IEEEE802.3協議集的網絡成為以太網
• 令牌環網：采用IEEEE802.4協議集的網絡成為令牌環網

傳輸層：使源主機和目標主機的進程可以會話，在傳輸層定義了兩種服務質量的協議（傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP）

• TCP 協議是一種面向連接的、可靠的協議。它將源主機發出的字節流無差錯的發送給互聯網上的目標主機。在發送端，TCP 協議負責把上層傳送下來的數據分成報文段并傳遞給下層。在接收端，TCP 協議負責把收到的報文進行重組后遞交給上層。TCP 協議還要處理端到端的流量控制，以避免接收速度緩慢的接收方沒有足夠的緩沖區來接收發送方發送的大量數據。應用層的許多協議，如HTTP、FTP 和TELNET 協議等都建立在TCP協議基礎上。
• UDP 協議是一個不可靠的、無連接協議，主要適用于不需要對報文進行排序和流量控制的場合。UDP 不能保證數據報的接收順序同發送順序相同，甚至不能保證它們是否全部到達目標主機。應用層的一些協議，如SNMP 和DNS 協議就建立在UDP 協議基礎上。

應用層： TCP/IP 模型將OSI 參考模型中的會話層和表示層的功能合并到應用層實現。針對各種各樣的網絡應用，應用層引入了許多協議。

4 IP

IP 網絡（即在網絡層采用IP 協議的網）中每臺主機都有惟一的IP 地址。主機實際上有兩個不同性質的地址：物理地址和IP 地址。物理地址是由主機上的網卡來標識的，物理地址才是主機的真實地址。

• IP 是面向包的協議，即數據被分成若干小數據包，然后分別傳輸它們。
• IP 網絡上的主機只能直接向本地網上的其他主機（也就是具有相同IP 網址的主機）發送數據包。

4.1 IP地址的組成

IP地址由兩個部分組成：IP網址和IP主機地址

• IP網址：表示網絡的地址
• IP主機地址：表示網絡中主機的地址

網絡掩碼是用用來確定IP地址中哪部分是IP網址，哪部分是IP主機地址。

每個IP網絡都有自己的網址，通過路由和其他網絡連接

4.2 發送數據包的過程

主機A向同一個網絡上的另一個主機B 發包時， ARP會通過地址解析協議，獲得對方的物理地址，然后把包發給對方。ARP 協議的運行機制為：主機A 在網絡上廣播一個ARP 消息：“要尋找地址為192.166.3.5 的主機”，接著，具有這個IP 地址的主機B 就會做出響應，把自身的物理地址告訴主機A。

當主機A 向另一個網絡上的主機B 發送包時，主機A 利用ARP 協議找到本地網絡上的路由器的物理地址，把包轉發給它。路由器會按照如下步驟處理數據包：

（1）如果數據包的生命周期已到，則該數據包被拋棄。
（2）搜索路由表，優先搜索路由表中的主機，如果能找到具有目標IP地址的主機，則將數據包發送給該主機。
（3）如果匹配主機失敗，則繼續搜索路由表，匹配同子網的路由器，如果找到匹配的路由器，則將數據包轉發給該路由器。
（4）如果匹配同子網的路有器失敗，則繼續搜索路由表，匹配同網絡的路由器，如果找到匹配的路由器，則將數據包轉發給該路由器。
（5）如果以上匹配操作都失敗，就搜索默認路由，如果默認路由存在，則按照默認路由發送數據包，否則丟棄數據包。

4.3 端口

TCP使用端口來區分進程，端口號的范圍為0 到65535，其中0 到1023 的端口號一般固定分配給一些服務。比如 FTP服務(21)，SMTP(25)服務，HTTP(25)服務，135端口分配給RPC（遠程過程調用）服務等等;從1024到65535的端口號供用戶自定義的服務使用。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的01 计算机网络概念的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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