網路相關概念
- 一. 局域網和廣域網
- 1. 局域網（LAN）
- （1）定義
- （2）特點
- 2. 廣域網（WAN）
- （1）定義
- （2）特點
- 二. IP地址和埠號
- 1. IP地址
- 2. 埠號
- 三. 協議
- 1. 為什么要引入協議
- 2. 協議的基本概念
- 3. 一些協議的默認埠
- 四. OSI模型
- 五. TCP/IP五層（或四層）模型
- 六. OSI與TCP/IP的關系
- 1. 相同點
- 2. 不同點
一. 局域網和廣域網
1. 局域網（LAN）
（1）定義
局域網是指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組，自然就是區域地區形成的一個區域網路，其特點就是分布地區范圍有限，可大可小，大到一棟建筑樓與相鄰建筑之間的連接，小到可以是辦公室之間的聯系，局域網內的主機之間能方便的進行網路通信，又稱為內網；局域網和局域網之間在沒有連接的情況下，是無法通信的
這兩臺電腦就處在一個局域網之中
若計算機數量較多，可以采用交換機相連
若計算機數目進一步擴增，可以考慮使用路由器
隨著時代的變更，現在交換機與路由器之間已經沒有明顯的區別了，如今我們買的都是路由器，很少會直接買只具有交換機功能的交換機了
（2）特點
- 網路范圍小
- 傳輸速率高
- 組建方便，使用起來較為靈活
- 網路組建成本較低
- 資料傳輸錯誤率較低
2. 廣域網（WAN）
（1）定義
廣域網，即 Wide Area Network，簡稱WAN，通過路由器，將多個局域網連接起來，在物理上組成很大范圍的網路，就形成了廣域網，廣域網內部的局域網都屬于其子網，
可以將廣域網理解為很多局域網相組成的，通常范圍為整個城市甚至一個國家的網路，另外，最大的廣域網為互聯網
（2）特點
- 規模較大
- 一般傳輸傳輸速率比局域網慢很多
- 網路傳輸錯誤率較高
- 網路設備較為昂貴
二. IP地址和埠號
1. IP地址
- IP地址主要用于標識網路主機、其他網路設備（如路由器）的網路地址，簡單說，IP地址用于定位主機的網路地址，就好比我們每個人的身份證號一樣，一個身份證號有且只能對應一個人
- IP地址由一個32位的二進制數表示，它被分割為4個“8位二進制數”（也就是4個位元組），如：01100100.00000100.00000101.00000110，
通常用“點分十進制”的方式來表示，即 a.b.c.d 的形式（a,b,c,d都是0~255之間的十進制整數），如：
100.4.5.6 - 一般情況下，我們都希望網路上每個主機的IP地址都不一樣，但實際上由于IP地址不太夠用（最多只能取42億9千萬），所以還是有多個主機共用一個IP地址的情況
注意：
127.？的IP地址用于本機環回(loop back)測驗，通常是127.0.0.1
本機環回主要用于本機到本機的網路通信（系統內部為了性能，不會走網路的方式傳輸），對于開發網路通信的程式（即網路編程）而言，常見的開發方式都是本機到本機的網路通信
IP地址解決了網路通信時定位網路主機的問題，但是還存在一個問題，傳輸到目的主機后，由哪個行程來接收這個資料呢？這就需要埠號來標識
2. 埠號
- 用于區分一臺主機上的應用程式，相當于應用程式的一個標識，埠號是一個整數（2個位元組，取值范圍為0-65535），
- 例如：MySQL的默認埠號為3306
- 當一臺主機收到一個具體的資料的時候，要把這個資料交給哪個程式來處理往往是通過埠號來進行區分的；每個訪問網路的程式，都需要有一個不同的埠號，即一臺主機上，不能用兩個行程嘗試關聯（系結）同一個埠號
三. 協議
1. 為什么要引入協議
有了IP地址和埠號，這樣可以定位到網路中唯一的一個行程，但還存在一個問題，網路通信是基于二進制0/1資料來傳輸，那么我們如何告訴對方發送的資料是什么樣的呢？
網路通信傳輸的資料型別可能有多種：圖片，視頻，文本等，同一個型別的資料，格式可能也不同，如發送一個文本字串“你好！”：如何標識發送的資料是文本型別，及文本的編碼格式呢？
為了使資料在網路上從源到達目的，網路通信的參與方必須遵循相同的規則，這套規則稱為協議（protocol），它最終體現為在網路上傳輸的資料包的格式
2. 協議的基本概念
協議，網路協議的簡稱，網路協議是網路通信（即網路資料傳輸）經過的所有網路設備都必須共同遵從的一組約定、規則，如怎么樣建立連接、怎么樣互相識別等，只有遵守這個約定，計算機之間才能相互通信交流，通常由三要素組成：
- 語法：即資料與控制資訊的結構與格式
- 語意：即需要發送出的何種控制資訊，完成何種動作以及做出何種相應
- 同步：即事件實作順序的詳細說明
由此可見，計算機網路體系結構實際上是一組設計原則，它包括功能組織、資料結構和程序的說明，以及用戶應用網路的設計和實作基礎，網路體系結構是一個抽象的概念，因為它不涉及具體的實作細節，只是說明網路體系結構必須包括的資訊，以便網路設計者能為每一層撰寫符合相應協議的程式，它解決的是“做什么”的問題，
3. 一些協議的默認埠
系統埠號范圍為 0 ~ 65535，其中：0 ~ 1023 為知名埠號，這些埠預留給服務端程式系結廣泛使用的應用層協議，如：
- 22埠：預留給SSH服務器系結SSH協議
- 21埠：預留給FTP服務器系結FTP協議
- 23埠：預留給Telnet服務器系結Telnet協議
- 80埠：預留給HTTP服務器系結HTTP協議
- 443埠：預留給HTTPS服務器系結HTTPS協議
以上只是說明 0 ~ 1023 范圍的知名埠號用于系結知名協議，但某個服務器也可以使用其他 1024 ~65535 范圍內的埠來系結知名協議
四. OSI模型
OSI模型是一個邏輯結構，并非一個具體的計算機設備或網路，但是任何兩個遵守協議的標準的系統都可以互聯通信，其通信結構圖如下所示：
各層功能如下：
- 應用層：針對特定應用的協議
- 表示層：設備固有資料格式和網路標準資料格式的轉換
- 會話層：通信管理，負責建立和斷開通信連接（資料流動的邏輯通路）并且管理傳輸層以下的分層
- 傳輸層：管理兩個節點之間的資料傳輸，負責可靠傳輸（確保資料被可靠地傳輸到目標位置）
- 網路層：地址管理與路由選擇
- 資料鏈路層：互連設備之間的傳送和識別資料幀
- 物理層：以0和1代表電壓的高低以及燈光的亮滅，界定連接器和網線的規格
五. TCP/IP五層（或四層）模型
TCP/IP是一組協議的代名詞，它還包括許多協議，組成了TCP/IP協議簇，TCP/IP通訊協議采用了5層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網路來完成自己的需求
其各層功能簡要概述如下：
- 物理層：負責光/電信號的傳遞方式，主要的硬體設備都作業在物理層
- 資料鏈路層：負責設備之間的資料幀的傳送和識別
- 網路層：負責主機與主機之間通信路徑的規劃以及具體的傳輸
- 傳輸層：負責資料的傳輸程序
- 應用層：負責應用程式之間的溝通
注意：由于程式員主要考慮的是軟體方面的內容，物理層我們考慮的比較少，因此很多時候也可以稱為 TCP/IP四層模型
六. OSI與TCP/IP的關系
1. 相同點
它們都是基于獨立的協議堆疊的概念，均采用了層次結構，并存在相似的傳輸層和網路層，兩者都有應用層，雖然所提供的服務不同，但都是一種基于協議資料單元的包交換網，而且分別作為概念上的模型和事實上的標準，具有同等的重要性，
2. 不同點
- 兩者的出發點不一樣，OSI是作為國際標準而制定的，協議的數量和復雜性都遠高于TCP/IP
- TCP/IP作為軍用ARPANET設計的體系結構，一開始就考慮了異種網路互聯的問題，兼顧實用性、安全性和預存性等能力，又與流行的UNIX作業系統結合，順應市場需要，在實踐中不斷改進和完善
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