网络基础概念-优快云博客

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一.网络基础概念

什么是计算机网络，网络的作用和分类

计算机网络是指将多台计算机通过通信设备和通信线路连接起来，共同完成数据传输和资源共享的系统。

网络的作用：

数据传输：网络可以实现计算机之间的数据传输，包括文字、图片、音频、视频等。
资源共享：通过网络可以共享计算机和设备的各种资源，如打印机、扫描仪、硬盘等。
远程通信：网络可以实现计算机之间的远程通信，例如通过电子邮件、即时通信工具等进行交流。
信息获取：网络可以提供丰富的信息资源，用户可以通过网络浏览器访问网页、搜索引擎等获取所需信息。

网络的分类：

局域网（LAN）：局域网覆盖较小的区域，通常在一个建筑物或者一个校园内，用于提供内部的数据传输和资源共享。
广域网（WAN）：广域网覆盖较大的区域，通常跨越城市、国家甚至跨越全球，用于实现远程通信和数据传输。
城域网（MAN）：城域网位于局域网和广域网之间，覆盖城市或者地理范围较大的区域，用于提供城市范围内的数据传输和资源共享。
互联网：互联网是全球范围内的计算机网络，连接了世界各地的计算机和网络设备，通过TCP/IP协议进行数据传输和通信。

1.局域网(LAN)

局域网（Local Area Network，LAN）是一种较小范围的计算机网络，通常覆盖在一个建筑物、办公室、校园或者校内等有限的地理区域内。局域网通过网络设备（如交换机、路由器等）和通信线路（如以太网线）将多台计算机、服务器、打印机等设备连接起来，实现数据传输、资源共享和远程通信等功能。

局域网提供的服务主要面向内部用户，用于实现内部的数据传输、信息共享和资源共享。通过局域网，用户可以共享打印机、网络存储设备、数据库等资源，也可以通过内部邮件系统、内部网站等方式进行内部通信和信息交流。局域网通常具有较高的传输速度和较低的延迟，适合用于内部办公、学校、企业等场景。

局域网常见的拓扑结构包括总线型、星型和环型等。其中，星型拓扑结构是最常见的，在该结构中，所有设备都通过交换机或集线器连接到中心节点上，形成一个星形的网络结构。局域网的实现和管理通常需要网络管理员进行网络设置、设备配置和安全管理等工作。

2.广域网(WAN)

广域网（Wide Area Network，WAN）是一种较大范围的计算机网络，通常覆盖在跨越较大地理区域的多个地点之间，比如跨越城市、国家或跨洲际的网络连接。广域网通过公共的传输介质，如电信线路、光纤、无线电信号等，将位于不同地点的计算机和网络设备连接起来，实现数据传输和通信。

广域网的作用是实现远程的数据传输和通信，使得位于不同地点的用户和设备能够进行远程访问、数据共享和协同工作等。广域网可以覆盖较大的地理范围，连接多个局域网、城域网和其他广域网，从而实现跨区域、跨国家甚至跨洲际的网络通信。

广域网的传输速度和延迟通常受到物理距离和传输介质的限制，可能比局域网的传输速度较慢，并且延迟较高。为了提高广域网的性能和传输质量，常常会采用技术手段，如路由器、光纤通信、数据压缩和带宽管理等技术，以提高传输速度、优化网络拓扑和增加网络安全性。

3.城域网(MAN)

城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是介于局域网和广域网之间的一种计算机网络，覆盖范围通常在一个城市或城市区域内。它是连接在一个城市或城市区域内不同地点的计算机和网络设备的网络。

城域网的作用是提供城市范围内的数据传输和通信服务，使不同地点的用户和设备能够进行数据共享、远程访问和协同工作等。相比于局域网，城域网的覆盖范围更广，可以连接多个局域网，实现更大范围的资源共享和数据传输。而与广域网相比，城域网的覆盖范围更小，传输速度和延迟相对较低。

城域网通常使用光纤、千兆以太网等高速传输介质，配备路由器、交换机和其他网络设备，以实现数据的传输和路由。城域网也常用于为城市内的各种机构、企业和组织提供互联网接入和各种网络服务。

网络类型	全称	范围
LAN	Local Area Network（局域网）	小范围，通常在企业、家庭或学校等局部区域内
MAN	Metropolitan Area Network（城域网）	比局域网范围更大，覆盖一个城市或城市的一部分
WAN	Wide Area Network（广域网）	跨越较大地理范围，连接多个局域网或城域网

在这三种网络类型中，局域网（LAN）是在较小的范围内建立的网络，例如家庭、办公室或学校。城域网（MAN）则覆盖一个城市或部分城市的范围，通常由多个局域网组成。广域网（WAN）跨越更大的地理范围，可以连接多个局域网或城域网。

什么是IP地址？，分类又是什么？

1.IP是什么

IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议中用于标识和定位网络设备的一组数字。它是一个唯一的标识符，类似于门牌号码，用于在网络中找到和识别不同的设备。

IP地址由32位或128位的二进制数字组成，通常以点分十进制的形式表示。在IPv4版本中，IP地址由四个八位数字组成，每个数字取值范围是0到255，例如192.168.0.1。而在IPv6版本中，由于地址空间需求更大，IP地址被扩展为128位，表示形式更为复杂。

IP地址的作用是在网络中进行路由和寻址，使得数据包能够正确地从源设备发送到目标设备。每个连接到互联网的设备，如计算机、手机、服务器等，都需要拥有一个唯一的IP地址，以便进行通信和交换数据。

IP地址的分类包括公网IP地址和私网IP地址。公网IP地址是可以直接被互联网访问的地址，用于对外提供网络服务。而私网IP地址是在私有网络内部使用的地址，不直接对外可达，用于内部设备之间的通信。(可通过内网穿透访问)/IP地址是互联网中用于标识和定位网络设备的一种编号系统，是实现网络通信和数据传输的基础

2.IP地址的分类

IP地址根据其用途和分配方式可以分为以下几种分类：

IPv4地址：IPv4（Internet Protocol version 4）是目前广泛应用的IP地址版本。它由32位的二进制数字组成，通常以点分十进制的形式表示。IPv4地址分为A、B、C、D和E五类，每个类别的地址范围和用途不同。

A类地址：以0开头，范围是1.0.0.0到126.0.0.0。A类地址用于大型网络，可分配的主机数较多，网络号占1个字节。
B类地址：以10开头，范围是128.0.0.0到191.255.0.0。B类地址用于中型网络，可分配的主机数适中，网络号占2个字节。
C类地址：以110开头，范围是192.0.0.0到223.255.255.0。C类地址用于小型网络，可分配的主机数较少，网络号占3个字节。
D类地址：以1110开头，范围是224.0.0.0到239.255.255.255。D类地址是多播地址，用于将数据传输给一组特定的设备。
E类地址：以1111开头，范围是240.0.0.0到255.255.255.255。E类地址保留用于特殊目的，如实验和研究。

类别	范围	网络号位数	主机号位数	可分配的主机数
A	1.0.0.0~126.0.0.0	1	3	2^24 - 2 = 16,777,214
B	128.0.0.0~191.255.0.0	2	2	2^16 - 2 = 65,534
C	192.0.0.0~223.255.255.0	3	1	2^8 - 2 = 254
D	224.0.0.0~239.255.255.255	保留	保留	N/A
E	240.0.0.0~255.255.255.255	保留	保留	N/A

请注意，表格中的“网络号位数”表示网络地址的位数，而“主机号位数”表示主机地址的位数。IPv4地址中，网络号和主机号的位数总和为32位，即一个完整的IPv4地址。

对于A、B、C类地址，分别用于大型、中型和小型网络。D类地址为多播地址，用于将数据传输给一组特定的设备。E类地址为保留地址，用于特殊目的，如实验和研究。

IPv6地址：IPv6（Internet Protocol version 6）是IP地址的新版本，用于解决IPv4地址空间不足的问题。IPv6地址由128位的二进制数字组成，通常采用八组四位的十六进制表示方式，中间以冒号分隔。IPv6地址的总量非常庞大，可以满足未来互联网的需求

IPv6地址的分配方式与IPv4有所不同，其中一部分用于全球单播地址，还有部分用于链路本地地址、站点本地地址、唯一本地地址、多播地址等。

P地址的分类是为了方便管理和分配地址空间，不同的分类适用于不同规模和需求的网络环境。随着互联网的发展和IPv4地址枯竭的问题，逐渐推广使用IPv6地址成为未来发展的趋势。

3.子网掩码是什么？

子网掩码是一个32位的二进制数字，用于将一个IP地址划分为网络部分和主机部分。它与IP地址结合使用，用于确定网络中可用的主机数量和网络地址范围。子网掩码中的网络部分全为1，主机部分全为0。子网掩码决定了IP地址中哪些位被用作网络标识，以及哪些位被用作主机标识。通过对IP地址和子网掩码进行逻辑与运算，可以得到网络地址，通过逻辑或运算可以获得广播地址。