《图解TCP/IP》之网络基础知识

1.网络分类

计算机网络,根据其规模可分为WAN(Wide Area Network,广域网)和Lan(Local Area Network,局域网)。

2.计算机与网络发展的7个阶段

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3.协议

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协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种“约定”。这种“约定”使那些由不同厂商的设备、不同的CPU以及不同的操作系统组成的计算机之间,只要遵循相同的协议就能够实现通信。反之,如果所使用的协议不同,那就无法通信。协议可以分为很多种,每一种协议都明确地界定了它的行为规范。两台计算机之间必须能够支持相同的协议,并遵循相同协议进行处理,这样才能实现相互通信。

4.OSI七层网络模型与TCP/IP四层网络模型

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5.传输方式的分类

1. 面向有连接型和面向无连接型
  • 面向有连接型
    面向有连接型中,在发送数据之前,需要在收发主机之间连接一条通信线路。
  • 面向无连接型
    面向无连接型则不要求建立和断开连接。发送端可于任何时候自由发送数据。反之,接收端永远不知道自己会在何时从哪里收到数据。因此,在面向无连接的情况下,接收端需要时常确认是否收到了数据。
2.电路交换和分组交换

网络通信方式大致分为两种--电路交换和分组交换。

3.根据接收端数量分类
  • 单播
    1对1通信
  • 广播
    将消息从1台主机发送给与之相连的所有其他主机。
  • 多播
    将消息发给多个接收主机。多播要限定某一组主机作为接收端。
  • 任播
    任播是指在特定的多台主机中选出一台作为接收端的一种通信方式。任播通信从目标主机群中选择一台最符合网络条件的主机作为目标主机发送消息。通常,所被选中的那台特定主机将返回一个单播信号,随后发送端主机会只跟这台主机进行通信。

6.地址

通信传输中,发送端和接收端可以被视为通信主体。它们都能由一个所谓“地址”的信息加以标识出来。

1.地址的唯一性

如果想让地址在通信中发挥作用,首先需要确定通信主体。一个地址必须明确地表示一个主体对象。在同一个通信网络中不允许有两个相同地址的通信主体存在。这也就是地址的唯一性。

2.地址的层次性

当地址总数并不是很多的情况下,有了唯一地址就可以定位相互通信的主体。然而,当地址的总数越来越多时,如何高效地从中找出通信的目标地址将成为一个重要的问题。为此人们发现地址除了具有唯一性还需要具有层次性。

7.网络的构成要素

搭建一套网络环境要涉及各种各样的电缆和网络设备。


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1.通信媒介与数据链路

计算机之间通过电缆相互连接。电缆可以分为很多种,包括双绞线电缆、光纤电缆、同轴电缆、串行电缆等。根据数据链路的不同选用的电缆类型也不尽相同。而媒介本身也可以被划分为电波、微波等不同类型的电磁波。


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2.网卡

任何计算机连接网络时,必须要使用网卡(全称为网络接口卡)。网络接口卡(NIC)有时也被叫做网络适配器、网卡、LAN卡。

3.中继器

中继器(Repeater)是在OSI模型的第1层--物理层面上延长网络的设备。由电缆传过来的电信号或光信号经由中继器的波形调整和放大再传给另一个电缆。

4.网桥/2层交换机

网桥是在OSI模型的第2层--数据链路层面上连接2个网络的设备。它能够识别数据链路层中的数据帧,并将这些数据帧临时存储于内存,再重新生成信号作为一个全新的帧转发给相连的另一个网段。由于能够存储这些数据帧,网桥能够连接10BASE-T与100BASE-TX等传输速率完全不同的数据链路,并且不限制连接网段的个数。
数据链路的数据帧中有一个数据位叫做FCS,用以校验数据是否正确送达目的地。网桥通过检查这个域中的值,将那些损坏的数据丢弃,从而避免发送给其他的网段。此外,网桥还能通过地址自学机制和过滤功能控制网络流量。

5.路由器/3层交换机

路由器是在OSI模型的第3层--网络层面上连接两个网络、并对分组报文进行转发的设备。网桥是根据物理地址(MAC地址)进行处理,而路由器/3层交换机则是根据IP地址进行处理的。由此,TCP/IP中网络层的地址就成为了IP地址。

6.4~7层交换机

4~7层交换机负责处理OSI模型中从传输层至应用层的数据。如果用TCP/IP分层模型来表述,4~7交换机就是以TCP等协议的传输层及其上面的应用层位基础,分析收发数据,并对其进行特定的处理。

7.网关

网关是OSI参考模型中负责将从传输层到应用层的数据进行转换和转发的设备。它与4~7层交换机一样都是处理传输层及以上的数据,但是网关不仅转发数据还负责对数据进行转换,它通常会使用一个表示层或应用层网关,在两个不能进行直接通信的协议之间进行翻译,最终实现两者之间的通信。现代

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