网络原理①

一、相关概念

1.广域网（WAN）

1. 范围：覆盖广阔区域，如城市、国家或全球。

2. 速度：传输速度较慢，延迟较高。

3. 设备：使用路由器、调制解调器等，常依赖第三方服务提供商。

4. 控制：由多个组织或服务提供商共同管理。

5. 应用：用于连接不同地区的局域网，支持互联网访问、远程办公等。

2.局域网（LAN）

1. 范围：覆盖较小区域，如家庭、办公室或校园。

2. 速度：传输速度快，延迟低。

3. 设备：常用交换机、路由器等连接设备。

4. 控制：通常由单一组织管理。

5. 应用：用于文件共享、打印、内部通信等。

3.交换机

• 用于在局域网（LAN）内连接多台设备（如计算机、打印机、服务器等）。

• 根据MAC地址（硬件地址）转发数据帧，实现设备之间的高效通信。

• 工作在OSI模型的数据链路层（第2层）。

4.路由器

• 用于连接不同的网络（如LAN和WAN），并在网络之间转发数据包。

• 根据IP地址（逻辑地址）决定数据包的传输路径，实现跨网络通信。

• 工作在OSI模型的网络层（第3层）。

5.IP地址

描述一个设备在网络上的位置，通过数字来描述。

本质上是32位，4个字节的整数。

“点分十进制”：使用三个“.”把这四个字节分成4分，每个部分1字节，取值范围0-255.

6.端口号

描述一个主机上的哪个应用程序

有了IP地址可以确定主机，但一个主机上可能有很多程序在使用网络。

主机收到网络数据就需要区分出是交给哪个程序使用数据。

        每个程序在进行网络通信过程中，都需要有一个端口（可能是用户手动指定的，也可能是系统自动分配的）

同一个主机上，程序使用的端口不能冲突（端口号也是一个整数）

注：进行一次通信的过程中，涉及到IP和端口各有两个。（目的IP，目的端口，源IP，源端口）

7.协议

网络中非常核心的概念。

        一种通信过程中的约定（发送方和接收方需要提前商量好，数据的格式，才能确保两者之间能够正确沟通）

        通信双方的计算机可能来自不同的厂商，为了确保任意的两台计算机之间都能够进行网络通信，就要求这些计算机都要遵守相同的网络协议。

8.五元组

1.源IP：标识原主机

2.源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程

3.目的IP：标识目的主机

4.目的端口号：标识目的主机中该次通信接受数据的进程

5.协议号：标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式

9.拆分

网络通信过程中，需要涉及到的细节是非常多的。

如果用一个协议来完成网络通信，就要约定好方方面面的内容 => 协议非常复杂

拆分=> 就是把一个高大全的协议拆分成多个功能更单一的协议。

为了让拆分出来的协议要更好的相互配合，引入了协议分层。

把功能定位相似的放到同一层。

上层协议调用下层协议的功能，下层协议给上层协议提供服务。

只有相邻的层次之间可以进行沟通，不能跨层次调用。

协议分层的优点：让一个复杂的协议变成多个简单的协议。

1.上层协议直接调用下层协议即可，不需要了解下层协议的细节。（相当于下层协议把细节封装好了）

2.某一层协议进行替换后对上层没什么影响

 10.TCP/IP五层网络协议

应用层：负责应用程序间的沟通 （网络编程主要针对应用层）

传输层：负责关注网络数据包起点和终点，端到端之间的传输

网络层：负责关注起点终点之间应该走哪条路（路线规划）

数据链路层：负责两个相邻节点之间的传输

物理层：通信过程中的基础设施。