计算机网络基本原理
一、網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)中起到的作用:
1、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展:
? ? ?? ?獨(dú)立模式: 計(jì)算機(jī)之間相互獨(dú)立;
? ? ? ??網(wǎng)絡(luò)互聯(lián): 多臺計(jì)算機(jī)連接在一起, 完成數(shù)據(jù)共享;
? ? ? ? 局域網(wǎng)LAN(Local Area Network): 計(jì)算機(jī)數(shù)量更多了, 通過交換機(jī)和路由器連接在一起;
? ? ? ??廣域網(wǎng)WAN(Wide Area Network):將遠(yuǎn)隔千里的計(jì)算機(jī)都連在一起。(國家保密局內(nèi)部的計(jì)算機(jī)也會組網(wǎng),但不會連互聯(lián)網(wǎng))
2、網(wǎng)絡(luò)的目的:
? ? ? ? ?實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在多個設(shè)備之間交換。
3、關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的知識都是關(guān)于數(shù)據(jù)該如何交換的知識:
? ? ? ? ?操作系統(tǒng)內(nèi)部 + 硬件中已經(jīng)做到的(學(xué)習(xí)這塊知識是為了更好的交換數(shù)據(jù))
? ? ? ? ?應(yīng)用層(在自己的代碼中如何做就可以交換數(shù)據(jù))
4、網(wǎng)絡(luò)上常見的設(shè)備:(組網(wǎng)/連網(wǎng)的設(shè)備)
? ? ? ? ?集線器(hub)、交換機(jī)(switch):組網(wǎng)
? ? ? ? ?路由器(route):連網(wǎng)(工作在局域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間,交換數(shù)據(jù))
二、協(xié)議:(游戲規(guī)則)
? ? ? ?協(xié)議是一種“約定”。計(jì)算機(jī)之間的傳輸媒介是光信號和電信號. 通過 "頻率" 和 "強(qiáng)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(shù)據(jù)格式。即需要事先規(guī)定一些規(guī)則,他們都按照一定的規(guī)則來發(fā)送。(真實(shí)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,主要采用分層 + 常見協(xié)議(標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議))
1、OSI七層協(xié)議:
? ? ? ?OSI(Open System Interconnection)七層網(wǎng)絡(luò)模型稱為開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型。(理想中的分層,實(shí)際中沒有用起來)
物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層
2、圖解網(wǎng)絡(luò)全景:
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? ? ? ?物理層:解決直接相連的結(jié)點(diǎn)的通信問題,負(fù)責(zé)光/電信號的傳遞方式. 比如現(xiàn)在以太網(wǎng)通用的網(wǎng)線(雙絞 線)、早期以太網(wǎng)采用的的同軸電纜 (現(xiàn)在主要用于有線電視)、光纖, 現(xiàn)在的wififi無線網(wǎng)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(shù)據(jù)鏈路層:解決局域網(wǎng)內(nèi)結(jié)點(diǎn)的通信問題,負(fù)責(zé)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)幀的傳送和識別. 例如網(wǎng)卡設(shè)備的驅(qū)動、幀同步(就是說從網(wǎng)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?jīng)_突就自動重發(fā))、數(shù)據(jù)差錯校驗(yàn)等工作. 有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng), 無線LAN等標(biāo)準(zhǔn). 交換機(jī)(Switch)工作在數(shù)據(jù)鏈路層;
? ? ? ?網(wǎng)絡(luò)層:解決跨局域網(wǎng)結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)通信的問題,負(fù)責(zé)地址管理和路由選擇. 例如在IP協(xié)議中, 通過IP地址來標(biāo)識一臺主機(jī), 并通過路由表的方式規(guī)劃出兩臺主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路(路由). 路由器(Router)工作在網(wǎng)路層;
? ? ? ?傳輸層:解決的是進(jìn)程到進(jìn)程的通信問題,負(fù)責(zé)兩臺主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸. 如傳輸控制協(xié)議 (TCP),能夠確保數(shù)據(jù)可靠的從源主機(jī)發(fā)送到目標(biāo)主機(jī);
? ? ? ? 以上都是OS內(nèi)部提供的機(jī)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(yīng)用層:解決業(yè)務(wù)上的內(nèi)容,負(fù)責(zé)應(yīng)用程序間溝通,如簡單電子郵件傳輸(SMTP)、文件傳輸協(xié)議(FTP)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問協(xié)議(Telnet)等. 我們的網(wǎng)絡(luò)編程主要就是針對應(yīng)用層。
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? 3、網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸:
(1)物理層:結(jié)點(diǎn)間的傳播,例如:
? ? ? ? ? ? 網(wǎng)線:有電是1,沒電是0;
? ? ? ? ? ? 無線:電磁波,根據(jù)波形傳遞信號;
? ? ? ? ? ? ?燈:燈亮1,燈滅0.
(2)局域網(wǎng)內(nèi)部:數(shù)據(jù)從A結(jié)點(diǎn)發(fā)送到B結(jié)點(diǎn)的過程,(數(shù)據(jù)鏈路層的工作)
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(3)在局域網(wǎng)內(nèi)部,結(jié)點(diǎn)A的應(yīng)用層是如何發(fā)送數(shù)據(jù)到結(jié)點(diǎn)B的應(yīng)用層:
? ? ? ? ?A:應(yīng)用層? ?------>? 數(shù)據(jù)鏈路層? ?:封裝
? ? ? ? ?B:數(shù)據(jù)鏈路層? ? ----->? 應(yīng)用層? :解包? /? 分用
(4)跨局域網(wǎng)的情況下(廣域網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)),A結(jié)點(diǎn)的應(yīng)用層如何把數(shù)據(jù)發(fā)送給B結(jié)點(diǎn)的應(yīng)用層:
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總結(jié)
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