【网络原理】网络通信基础-优快云博客

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一. 网络发展史

网络的发展是曲折的，从孤立的计算机系统逐步演进为全球互联，大致经历了以下阶段

独立模式：计算机独立运行，不与其他设备连接，数据存储、处理均在本机完成。
网络互联：将多个的计算机通过路由器、交换机等设备连接，实现数据共享的功能。

根据网络互联规模的不同，将网络划分为了局域网和广域网

（1）局域网

局域网

LAN（Local Area Network），在有限地理区域内连接多台计算机和其他网络设备的网络，常用于办公室，学校和家庭

局域网建立网络的方式

（1）基于网线直连

主机上存在网口，直接使用网线将两个主机进行连接

（2）基于集线器连接

这是一个集线器的图片，集线器工作的层级是物理层，数据传输的方式是广播到所有的端口（淘汰）

（3）基于交换机连接

这是一个交换机的图片，存在很多的接口，上面所有的接口都是等价的，电脑可以插入任意一个接口，这样连上的电脑就构成了一个局域网

交换机工作层级：数据链路层，数据传输：基于MAC地址精准转发

交换机也可以接交换机的端口

（4）基于交换机和路由器连接

这是一个路由器，路由器中存在两种接口，wan口和lan口，wan口连接运营商的网线，lan口连接各种设备（长得很像家里面用的“猫”,但是存在差别）

路由器工作层级在网络层，数据传输：基于IP地址跨网络路由

在生活中，交换机和路由器的区分没有这么仔细，很多路由器可以干的活，交换机也可以，交换机干的活，路由器也可以干

交换机可以接交换机和路由器，路由器也可以接路由器和交换机
可以认为交换机可以对路由器现有的端口进行扩展

在局域网中的主机之间可以相互通信，两个局域网之间没有建立链接是无法通信的

（2）广域网

广域网

WAN（Wide Area Network），通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理上组成很大范围的网络，就形成了覆盖面极广的计算机网络（广域网）。

因为覆盖面较广，广域网可以使计算机在不同地点进行数据传输享，距离越远意味着传输越困难，安全性就越低

二. 网络基础知识

（1）IP地址

IP地址

IP用于唯一标识网络设备的数字标签，确保数据在网络中准确传输，可以理解为描述一个设备在网络中的地址，

由网络部分和主机部分两部分组成

网络部分：标识设备所属的网络。
主机部分：标识网络中的具体设备。

使用子网掩码：区分网络和主机部分

IP地址是一个32位的二进制数，通常在写的时候分割为4个“8位二进制数”,我们通常使用点分十进制来表示，比如（192.168.1.1）

举例：类似生活中的发送快递时，用户地址（IP地址），只有知道地址才能将包裹（数据）送达

（2）端口号

端口号

端口号是网络通信中用于标识设备上特定应用程序或服务的逻辑地址，端口号用于确定主机中的进程

有了IP地址可以确定主机，但是一个主机存在多个进程在使用网络，使用端口号可以区分具体哪个进程在使用

端口号的范围为 0-65535 范围的数字，在网络通信中，进程通过绑定一个端口号，来发送及接受网络数据。

举例：快递小哥知道你的地址，但是不知道具体哪一个人（端口号类似于电话）

在一次网络通信中，涉及的IP和端口号各存在两个

目的IP
目的端口
源IP
源端口

描述从哪里来到哪里去

（3）协议

协议

通信过程中的约定，两个不同的电脑很有可能存在差异，为了保证双方正常通信，使用一种双方都要遵守的规则进行约束，而这套规则就是协议，如不遵守协议则通信不了

协议（protocol）体现在⽹络上传输的数据包的格式。

其中重要的是TCP/IP五层协议和OSI七层协议（这块很重要，下一节详细解释）

（4）五元组

五元组

五元组是网络通信中用于唯一标识一个网络连接，是描述网络连接的一种基本结构

元素	说明
源IP地址	标识发送方主机
目的IP地址	标识接收方主机
源端口号	发送方端口号
目的端口号	接收方端口号
传输协议	传输协议类型(TCP、ICMP等)

在网络通信中，五元组类似网络通信的“指纹，用于唯一标识一个网络连接

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