网络的基本概念与定义

## 一.网络的概念与定义

### 1.1 网络的概念

具有独立功能的计算机通过通信介质连接起来就形成了网络。

### 1.2 网络的功能

进行数据信息的交换。

### 1.2 网络的划分

按照覆盖范围主要分为：局域网、广域网、城域网。

**局域网（LAN）：**
	局部区域网络(local area network)通常简称为"局域网",缩写为LAN。局域网是结构复杂程度最低的计算机网络。局域网仅是在同一地点上经网络连在一起的一组计算机。局域网通常挨得很近，它是目前应用最广泛的一类网络。通常将具有如下特征的网称为局域网。
1）网络所覆盖的地理范围比较小。通常不超过几十公里，甚至只在一幢建筑或一个房间内。
2）信息的传输速率比较高,其范围自1Mbps 到10Mbps ,已达到100Mbps 。而广域网运行时的传输率一般为2400bps 、9600bps 或者38.4kbps 、56.64kbps 。专用线路也只能达到1.544Mbps 。
3）网络的经营权和管理权属于某个单位。

**广域网（WAN）：**
	广域网(wide area network, WAN )它是影响广泛的复杂网络系统。
WAN由两个以上的LAN构成，这些LAN间的连接可以穿越30mile *以上的距离。大型的WAN可以由各大洲的许多LAN和MAN组成。最广为人知的WA N 就是Internet，它由全球成千上万的LAN和WAN 组成。

## 二.OSI七层模型

**OSI:开放系统互联  ( open system interconnection )**

### 2.1 分层的优点

1. 促进标准化工作,允许各个供应商进行开发.
2. 各层间相互独立,把网络操作分成低复杂性单元.
3. 灵活性好,某一层变化不会影响到别层，设计者可专心设计和开发模块功能.
4. 各层间通过一个接口在相邻层上下通信

提现了分工合作的原则，就像电脑组装一样，CPU、内存、硬盘、主板、显卡都可以由不同厂商生产，然后各厂商之间互相兼容，达到组装一台电脑的目的，否则所有组件有一家公司生产，然后各个厂商有自己的标准就会大大的浪费资源了。
![OSI七层模型](https://img-blog.csdnimg.cn/20200728172122499.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQ4MzQ0Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 应用层：提供用户接口，例如telnet、http等
- 表示层：数据表示、加密等特殊处理过程
- 会话层：连接会话、区分不同应用数据
- 传输层：可靠或不可靠的数据传输、数据重传前的错误纠正，TCP/UDP连接
- 网络层：路由寻址
- 数据链路层：将比特组合成字节进而组合成帧、用MAC地址访问介质、错误发现但不能纠正
- 物理层：设备间接收或发送比特流、说明电压、线速和线缆等

**PDU**（protocol data unit):每一层使用自己层的协议和别的系统的对应层相互通信，协议层的协议在对等层之间交换的信息叫协议数据单元。

|                        | 分层    | PDU      | 名称 |      |
| ---------------------- | ------- | -------- | ---- | ---- |
| 应用层、表示层、会话层 | message | 上层数据 |      |      |
| 传输层                 | segment | 报文     |      |      |
| 网络层                 | packet  | 数据包   |      |      |
| 数据链路层             | Frame   | 帧       |      |      |
| 物理层                 | bit     | 比特     |      |      |

### 2.2 数据传输-封装与解封装

**封装** （ encapsulate/encapsulation）：数据要通过网络进行传输，要从高层一层一层的向下传送，如果一个主机要传送数据到别的主机，先把数据装到一个特殊协议报头中，这个过程叫-----封装
封装分为：切片和加控制信息
解封装：上述的逆向过程

![数据封装](https://img-blog.csdnimg.cn/2020072817590747.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQ4MzQ0Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)
![解封装过程](https://img-blog.csdnimg.cn/2020072817594131.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQ4MzQ0Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)
就是通过OSI分层，每一层加一个特殊的报头信息，将需要传输的数据包裹其中，通过网络传输之后，对打目的主机进行解封装操作，完成数据传输。

![传输过程](https://img-blog.csdnimg.cn/20200728180233839.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQ4MzQ0Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

### 2.3 各层的功能定义及应用

应用层
: - 介质类型
: - 连接器类型
: - 信令类型
: - 物理层设备：集线器、中继器、编码-解码器、传输介质连接器......

数据链路层
: - 源和目标的物理地址
: - 与帧关联的高层协议(SAP服务访问点)
: - 网络拓扑 
: - 帧顺序
: - 数据流控制
: - 有向或无向连接
: - 数据链路层设备：交换机、网桥......

网络层
: - 定义与指定协议相关联的源和目标逻辑地址
: - 定义通过网络的路径
: - 多链路连接
: - 网络层设备：路由器

传输层
: - 区分不同的上层应用
: - 建立应用间的端到端连接
: - 定义流量控制 
: - 为数据传输提供可靠或不可靠的连接服务

### 2.4 OSI模型的缺陷

- 许多功能在多个层次重复，有冗余感（如流控，差错控制等）
- 各层功能分配不均匀（链路、网络层任务重，会话层任务轻）
- 功能和服务定义复杂，很难产品化
- 实际应用中几乎没有完全按OSI七层模型设计的产品

## 三.TCP/IP模型

**前面提到OSI模型过于理想化以及功能冗余等问题，因此就有了TCP/IP四层模型。**

![TCP/IP协议模型](https://img-blog.csdnimg.cn/20200729153929447.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQ4MzQ0Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70)