计算机网络基础知识(笔记)

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1. 计算机网络发展的七个阶段

1. 批处理
2. 分时操作系统
   • 拥有独占性、交互性、及时性、多路性
   • 分时系统每个终端与计算机之间使用通信线路连接成一个星型结构
3. 计算机间的通信
4. 计算机网络的产生
5. 互联网的普及
6. 以互联网为技术中心的时代
7. 安全连接

2. 协议

 TCP/IP是IP、TCP、HTTP等协议的集合。简单的说，协议–就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时，事先达成的一种“约定”。
这样一来，不同设备组成的计算机，且两台计算机之间必须支持相同的协议，并遵循相同的协议进行处理，就能够实现通信。

 2.1 分组交换协议
分组交换–指将大量数据分割为一个个叫包的单位进行传输的方法。
计算机通信会在每个分组中加上源主机地址和目标地址送给通信线路。这些发送接收端地址、分组序号写入的部分，叫做“报文首部”。
接收端根据序号，重新装配为原始数据。

3. 协议分层和OSI参考模型

这个模型中，每个分层都接收由它下一层所提供的特定服务，并且负责为自己的上一层提供特定服务。上下层之间进行交互时，所遵循的约定叫做“接口”。同一层的交互所遵循的约定叫做“协议”。

分层的优点：通过分层，能够细分通信功能，容易单独实现每个分层的协议，并界定各个分层的具体责任和义务
缺点：过于模块化，使处理每个模块更沉重，不得不实现相似的处理逻辑。

OSI参考模型图

OSI参考模型的理解

1. 应用层
   为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。举个栗子(误),输入短信点击发送，进入了应用层协议处理。这个协议会在要发送的数据的前端，添加一个首部(标签)信息。

2. 表示层
   关注的是数据的表现形式。将应用处理的信息转化为适合网络传输的格式，或来自下层的数据转化为上层能够处理的格式。所以，该层主要是负责数据格式的转换。表示层与表示层之间为了识别编码格式，会附加首部信息，再转发给下一层。

   举个例子：首先是利用表示层，将数据从“某个计算机特定的数据格式”转换为“网络通用的标准数据格式”后再发送出去。接收端主
   机收到数据以后将这些网络标准格式的数据恢复为“该计算机特定的数据格式”,
   然后再进行相应处理。

3. 会话层
   负责建立和断开通信连接(或决定哪种连接方式)，以及数据的分割等数据传输的管理。同时也会在数据前端附加首部信息，再转发给下一层。

4. 传输层
   起着可靠传输的作用。只在通信双方节点上进行处理，而无需在路由器上
   处理。

5. 网络层
   将数据传输到目标地址(唯一性)。目标地址可以是多个网络通过路由器连接而成的某
   一个地址。因此这–层主要负责寻址和路由选择。

6. 数据链路层
   负责物理层面上互连的、节点之间的通信传输。例如与1个以太网相连的2
   个节点之间的通信。
   将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端( 数据帧的生成与接收)。

7. 物理层
   负责0、1比特流(0、 1序列)与电压的高低、光的闪灭之间的互换。

PS：网络层与数据链路层都是基于目标地址，将数据发送给接收端，但是网络层负责将整个数据发送最终目标地址，而数据链路层则只负责发送一个分段内的数据。

4. 地址

1. 地址的唯一性
   一个地址要明确的标识一个主体对象。通一个通信网络中不允许有两个相同地址的通信主体存在。

2. 地址的层次性
   层次的分类能够更快速的定位某一个地址。MAC地址和IP地址在标识一个通信主体时，虽然都有唯一性，但只有IP地址具有层次性。
   因为MAC在寻址中没有表现出层次的作用，其为MAC地址是真正负责最终通信的地址，而IP地址在实际寻址过程中，必不可少。
   PS：那么IP地址是如何实现分层呢？简单的讲，IP地址有网络号和主机号两部分组成的，通信主体IP地址不同，主机号不同，而网络号相同，说明它们处于同一个网段。网络号相同的主机在地域上分布集中，这也就为IP寻址带来方便。这也是IP地址具有层次性的原因。