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  • 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

     

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