计算机网络

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文章目录

计算机网络
计算机网络背景
- 一、网络发展
二、OSI七层模型*
三、TCP/IP五层(或四层)模型
四、协议简介
五、封装和分用
总结

计算机网络背景

一、网络发展

1.独立模式

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2.网络互连

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3.局域网

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4.广域网

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局域网和广域网是一个相对的概念。

二、OSI七层模型*

OSI（Open SystemInterconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型，是一个逻辑上的定义和规范;
把网络从逻辑上分为了7层. 每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机;
OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输;
它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整.
通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯;但是, 它既复杂又不实用;

三、TCP/IP五层(或四层)模型

TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求
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TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

1.物理层

由于物理层（光纤、网线、wifi的电磁波，集线器）一般考虑较少，所以也称为TCP/IP四层模型。

2.数据链路层

负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同步、冲突检测。
有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层

3.网络层

负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网络层。

4.传输层

负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机.

5.应用层

负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等. 我们的网络编程主要就是针对应用层。

6.分层的好处

   1）**各层之间是独立的**。某一层并不需要知道它下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可以将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小问题，这样，整个问题的复杂度就下降了。

   2）**灵活性好**。当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响，此外，对某一层提供的服务还可以进行修改。当某层提供的服务不再需要时，甚至可以将这层取消。

   3）**结构上可分割开**。各层都可以采用最合适的技术来实现。

   4）**易于实现和维护**。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理，因为整个系统已被分解为若干个相对独立的子系统。

   5）**能促进标准化工作**。因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。

分层时应注意使每一层的功能非常明确，若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。但层数太多又会在描述和综述各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。

四、协议简介

协议就是一种约定。
如下：
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五、封装和分用

不同的协议层对数据包有不同的称谓,在传输层叫做（数据）段(segment)，在网络层叫做数据报 (datagram)，在链路层叫做（数据）帧(frame).
应用层数据通过协议栈发到网络上时,每层协议都要加上一个数据首部(header),称为封装
(Encapsulation).
首部信息中包含了一些类似于首部有多长, 载荷(payload)有多长, 上层协议是什么等信息.
数据封装成帧后发到传输介质上,到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部, 根据首部中的 “上层协议字段” 将数据交给对应的上层协议处理。
过程如下图：

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分用：