计算机网络概要总结

计算机网络概要总结

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计算机网络是由通信介质将地理位置不同的且相互独立的计算机连接起来，实现数据通信与资源共享。

总结

• 网络按地域分类：根据参照物不同、类型不同分为
• 局域网：一个公司、一个家庭、一个学校······
• 城域网：一个地区、一个城市······
• 广域网：一个国家、全世界······

互联网协议是如何分布和设计的

互联网协议按照功能的不同，分为 osi 七层， tcp / ip 五层， tcp / ip 四层协议

osi 的七层协议体系结构的概念清楚，理论也比较完善，但它既复杂又不实用

于此对照，由技术人员自己开发的 TCP / IP 协议获得了更为广泛的应用。

TCP/IP五层协议

每一层都运行着一个特定的协议，共同组合成互联网协议

一、物理层

物理层主要是由双绞线、光缆、电缆、无线电波组成，其作用很简单，就是连接不同的计算机，并传递底层电信号，高电压： 1 ，低电压： 0 。

二、数据链路层

以太网协议规定：一组电信号构成一个数据包，叫帧，每一帧分为报头( head )和数据( data ) 两部分。

• 报头(head)：固定 18 个字节
• 发送者/源地址： 6 个字节
• 接收者/目标地址： 6 个字节
• 数据类型： 6 个字节 数据( data ):最短 46 个字节，最长 1500 字节 数据包的具体内容

以太网协议中的地址叫 MAC 地址， MAC 地址是每台计算机唯一的物理地址，是被写在网卡上的。以太网协议规定，每一台接收和发送数据的设备必须要装有网卡，负责发送和接收数据的设备，发送端和接收端的地址，指的就是网卡的地址，即 MAC 地址。

• 如何查 找目标 MAC 地址呢？

ARP 协议的东西专门来解析目标 MAC 地址。

首先 ， 检查是否在一个子网内(子网掩码) ，

在一个子网内，直接广播发送一个数据包 ，子网内的计算机发现了这个包之后会返回一个数据包并且带有 MAC 地址，这样就通过 IP 地址找到了目标主机的 MAC 地址，接下来就可以进行数据传输了。

不在一个子网内，单纯的用广播就不行了，因为广播只是针对自己内网而言。那怎么办，此时会把数据包发给网关，由网关发给其它路由，这样在整个万维网里就可以找到你想要的那个计算机的 MAC 地址了。

交换机，它是负责组件局域网，研究的是 MAC 地址

通信的方案是：广播

广播带来什么问题呢？如果是在一个小的网络环境里。如果你连接到全世界的互联网上，还使用广播的方式来通信，就不是效率问题了，而是一个巨大的通信灾难。全世界 60 多亿人，每个人吼一嗓子，每个人发送一条信息，那每个人都会收到 60 多亿条信息，网络瞬间瘫痪，这种问题被称为广播风暴，

• 广播风暴如何解决呢？

广播，只能在一个局域网内进行通信 ， 不可以在大网络上进行广播，有了路由器，就避免了广播风暴的问题。 每个局域网被称为一个广播域，局域网和局域网之间使用路由的方式进行通信(向不同的广播域/子网发送数据包)，用路由器把一个局域网里的所有计算机划分成一个个子网。

三、网络层

交换机是负责组建局域网，研究的是 MAC 地址

路由器是负责组件广域网，研究的是 IP 地址

每个局域网被称为一个广播域，局域网和局域网之间使用路由的方式进行通信(向不同的广播域/子网发送数据包)，用路由器把一个局域 网里的所有计算机划分成一个个子网。

规定网络地址的协议叫 IP 协议，它定义的地址叫 IP 地址。 一套新的地址来区分不同的局域网/子网。

子网掩码

IP 地址和对方的子网掩码通过计算，判断是否在同一个 IP 地址下，如果在同一个IP 地址下，我可以用广播的形式进行通信，如果不在同一个 IP 地址下，我可以先把数据传给我方的路由器，再由我方的路由器把数据传给对方的路由器，最后由对方的路由器把数据传给要接收数据的计算机。

IP地址

目前我们普遍使用的是 IPV4 ，它规定，一个网络地址由 32 位二进制组成，把 32 位平均分成四份，每一份 8 位， 8 位最大能表示的数据是 255 ，所以IP地址的范围：0.0.0.0 - 255.255.255.255.

一个IP地址分为两部分，分别是网络位和主机位

网络位用来标识不同的子网主机位用来标识子网下主机的编号

• 网络位和主机位是如何划分的？

使用子网掩码来划分。子网掩码和IP地址差不多，都是由32位二进制数来表示，子网掩码也分为网络部分和主机部分，网络部分由1组成，主机部分由0组成。

• IP协议是如何发送数据的？

协议规定，IP协议使用IP数据包进行发送 数据。IP数据包同样把数据分为了两部分，head和data，并且在发送数据的时候，直 接用IP数据包直接装载以太网的data部分。

head:长度为 20 到 600 字节

data:最长为 65515 字节

总结

• ARP 就是通过 IP 地址来查找 MAC 地址的一套固定协议，它是数据链路层的内容。
• 网络层的意义：定义了子网， 区分各个局域网
• IP 地址：网络地址
• 子网掩码：计算是否是同一个子网

四、传输层

传输层定义了端口的概念，每一个网络应 用程序占用一个网络端口，不同的程序就用端口把数据隔离，两两互相不影响。

• 端口：应用程序和网卡的关联编号
• 传输层：建立端口到端口的通信。
• 传输层有两种协议： TCP 和 UDP

TCP协议

TCP 协议：可靠传输， TCP 数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的 效率，通常 TCP 数据包的长度不会超过 IP 数据包的长度，以确保单个 TCP 数据包不必再分割。

TCP 头放的主要是源端口和目标端口

UDP协议

UDP 协议：不可靠传输，“报头”部分一共只有 8 个字节，总长度不超过 65535 字节，正好放 进一个 IP 数据包。

五、应用层

应用层：规定应用程序的数据格式

总结

以上是对TCP/IP5层协议的解读，总结一下：

发送数据其实就是一个封装数据的过程

最后从物理层发出，对方接收到了之后再自下而上一层一层打开拿到数据，以上内容就是一个网络传输的大致过程，其中还有好多细节没有阐述，但大家知道和了解以上内容，对开发而言足够了。