网络互联技术（4）——计算机网络常识、原理剖析

计算机网络

1.什么是计算机，什么是网络，什么是计算机网络

计算机：计算机的概念在前篇已经说过了，这里略过

网络：由节点和连线构成，表示诸多对象及其相互联系

计算机网络：分散在不同地方有独立功能的计算机由通信设备（路由器，交换机等）和线路（有线网，无线网），再配以相应的网络软件，以实现资源共享，信息传递的计算机系统。通常把计算机网络简称为网络，不必纠结

 

2.网络的特点/功能：

特点：

• 自由
• 开放
• 个性
• 平等
• 合作/协作
• 虚拟
• 持续不断
• 全球范围，可大可小

功能：

负责一定范围内的网络通信，数据交互

 

3.网络分类：

局域网（LAN）：是一组终端设备和由共同的组织管理的用户。比如一栋楼或者一个教师，使用的网络就是一个局域网。一般情况，政府网和国家专网都用的局域网。其实现在来说，认定局域网取决于你的视角，比如你可以认定

 

城域网（MAN）：雷同局域网，但是比局域网范围广，顾名思义，就是一个城市使用的网络就是一个城域网，现在国内的TSP（电信服务提供商）都是用的他们的技术，把一个城市归类在一个特定网络下

 

广域网（WAN）：把分布在不同地理位置的局域网连接在一起，这就是广域网。比如一家跨国公司，他们使用的网络就必须是广域网。广域网唯一的目的是连接局域网，广域网上没有终端用户（即一台pc就可以叫一个终端用户）

 

因特尔网（internet）：又叫网际网路，这个网络比较特殊，局域网的资源被限制在各自的局域网下，要相互访问其资源，则可以通过因特尔网把局域网和其他网络连接在一起并访问，但并不是所有的网络都可以连接，比如政府网等内部网是不会直接接入的。所有的用户通过ISP（internet服务提供商）来访问internet，ISP与其他ISP或者TSP合作得以确保所有用户都能访问Internet网

 

其实这些网络类型不用太在意，根据你的视角来看，城域网、广域网都可以是一个局域网，比如朝鲜的网络，他们是国家自己设立的一个网络，不与外部交流，他们的网络其实也可以看成是一个局域网，但对于朝鲜人民来说，他们的网络算是一个广域网。为什么要设立一个单独的网络，出于安全考虑，这里不深谈，在我的网络安全分类里会有这方面的知识

 

4.网络设备/介质有哪些

路由器（route）：将不同网段的设备利用路由规则连接起来，使之能够相互通信，家用的还有无线路由器，每个路由接口是独享带宽（即你家里开的宽带套餐是20M，那么每个接口的带宽都是20M）。

交换机（switch）：默认交换机是不需要配置的，当路由器的接口不够用时，可以利用交换机扩展出更多的接口，每个接口是独享带宽，如果要配置的话则划VLAN，设置过滤规则等等，常用的是二层交换机，还有三层、四层交换机。交换机也可以直接跳过路由器接入到上行网段

防火墙（firewall）：位置放在路由器上行，与外部网络通信的网段上，主要功能是设置过滤过则，当数据包的协议和接口等不符合防火墙规则，那么则拒绝通信，将数据包丢弃，不传给下行的路由器、交换机等，符合规则才放行，类似一个守城门的。防火墙也可以直接当路由器使用

介质：网线，有五类网线，超五类网线，六类网线

还有集线器，hub，中继器等，这些是共享带宽，即出来的所有接口的合才是你开的带宽大小

 

5.通信原理

有了网络设备，国内用户之间或者国内与国外之间的用户要实现通信，那么就需要约定俗成一套协议，一套全球通用的协议，常见的就是TCP，UDP协议，IP协议，http(s)协议，ftp协议等。这样，有了网络设备，加上各种协议，这样才真正的构成了一张网，这个网就是计算机网络

 

6.OSI七层模型

既然有了各项协议，我们都知道东西多了就会乱，协议也一样，所以就把工作在不同设备上的协议分类处理，则有了对网络设备的分类模型——TCP/IP模型

 

TCP/IP模型：

• 应用层
• 传输层
• 网际层
• 网络接口层

但是国际上的权威认证模型是OSI模型（开放系统互联模型）：

• 应用层
• 表示层
• 会话层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

TCP/IP与OSI对比：

 

 分布在OSI模型的各个协议：

 

7.ip地址，mac地址

ip地址：

ip，全称Internet Protocol，即因特网协议的意思，这是最基础的协议，目前有ipv4和ipv6协议版本，但是大部分还是ipv4，这个后期解释为什么。ip地址就像你的通行证，有了这个证，你才可以接入网络，再加上一些网关ip，dns服务器，你就可以正常上网了。

ip地址是用四段八位的二进制表示，比如11000000.10101000.00000001.00000001，但平常书写还是使用的十进制，即192.168.1.1。但是全球有那么多台网络设备，四段八位的二进制表示，最多就有2的32个次方的可能，即4294967296，虽然看起来很大，但是分配到每个用户手上的没几个啊，怎么办，国际约定，使用ip划分，认为的规定一套规则，把可能变得更多，并且把ip分为五大类：

 

并且限制，a类作为国家和政府组织使用，b类企业公司使用，c类普通内部使用，d类为广播地址，e类作为预留，以上的都有是私有地址。

除开以上这些才是公有地址，能直接工作在广域网的ip，一般工作在网络设备的主干网络上

 

 

mac地址：

 

mac地址则没有ip地址那么多的规则和限制了，mac地址是直接烧录在网卡上的，并且是用48位二进制表示的，前24位是国际上对各个厂商设定好的生产id号，后24位为厂商根据自己的规则设定，所以全球永远不会存在同一mac地址的网卡，就和国民身份证一样。

我知道，有朋友想到个问题，既然mac地址全球唯一，而ip地址又紧缺，为何不用mac地址来通信呢？哈哈，这个问题也是老生常谈的问题了，我刚学网络技术时也有这个疑问。

 

原因有很多，我就说一个我记得最深刻的，IP地址由网络号和主机号组成，可以区分网络设备是否互相在一个子网内，也可以区分它是子网里的第几个设备，当两台设备需要通信时，需要知道两个关键条件，目的ip地址和下一跳（即相邻网络的另一外部网段），并且把目的ip的MAC地址设定为全F来广播的。总之MAC地址在子网通信上有其他用处。其他原因自己网上查吧，有很多这种问答

 

 

8.生活中的常见问题

目前我个人没问题，欢迎各位把问题放在评论区