认识网络原理

一、局域网和广域网

随着时代的发展，计算机之间相互通信、共享数据，协同合作的需求越来越大，于是就有了计算机之间的网络互连，进行数据共享，数据共享的本质是通过网络来进行数据的传输，也成为网络通信。根据网络互连的规模可以分为局域网和广域网。

局域网

局域网，简称LAN，英文全称是Local Area Network。局域网又称为内网，局域网内的主机之间能进行网络通信，局域网与局域网之间没有连接是不能进行通信的。局域网内组建网络的几种方式：

1）通过网线直接连接

2）通过集线器组建

3）通过交换机组建

4）基于交换机和路由器组建

广域网

广域网简称WAN，英文全称Wide Area Network，是通过路由器将多个局域网连接起来，形成更大范围的网络。

注意：广域网和局域网都是相对的概念。

二、网络通信基础

网络通信是网络中的主机之间进行数据的传输，那么如何确定传输的对象呢？这就需要使用IP地址。

IP地址和端口号

IP地址相当于是网络设备的身份标识符，即用来定位网络设备的地址。IP地址的格式是32位的二进制数，常被分割成4个8位二进制数，通常用点分十进制来表示，如112.68.97.09。

IP在网络传输的过程中可以定位到目标设备，但是数据传输到目标主机后，不知道是哪个进程来接收，所以就要用到端口号。

端口号用于定位主机中的进程，端口号是0~65535这个范围的数字，在网络通信中，进程可以绑定一个端口号，来接收或发送数据。

网络协议

IP地址和端口号虽然可以定位到某台主机的某个进程，但是网传输是依靠二进制数据来传输，那么如何确定对方传来的数据是什么呢？双方之间可以约定一个协议，根据这个协议，发送方传过来的数据接收方按照约定的格式来进行解析，这就是网络协议。

协议分层

网络通信是一个非常复杂的过程，如果使用复杂的协议，那么使用成本、理解成本，维护成本都很高，因此可以将复杂的协议分解成若干相对简单的小协议，针对这些小协议，根据其功能进行“分类”（分层），网络协议就是在分层的背景下展开的。协议分层可以降低学习和维护的成本，同时针对某一层的协议可以进行灵活的替换。

TCP/IP模型和OSI七层模型

上述表格是OSI七层模型的具体描述，从下到上是OSI的1到7层，由于OSI比较复杂，不实用，实际应用的是TCP/IP五层（或四层）模型。TCP/IP协议是在OSI协议的基础上进行了简化，如下图：

由于物理层我们讨论的较少，因此TCP/IP也称作TCP/IP四层模型。TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP协议从下到上1到5层分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层。

应用层：应用程序间的相互沟通，如电子邮件的传输（SMTP），文件传输（FTP），网络远程访问协议（Telnet）等。
传输层：负责两台主机之间的数据传输，传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）都是传输层的协议。
网络层：负责地址管理和路由选择。常用的是IP协议，通过IP地址来标识一台主机，路由表规划处两台主机之间的数据传输的路线（路由）。
数据链路层：负责设备之间的数据帧的传输和识别，主要是控制网络层和物理层之间的通信，例如网卡设备的驱动，数据差错校验，帧同步等工作。有以太网、无线LAN等标准。
物理层：负责光/电信号的传递。