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计算机网络基础·一
复习一下计算机网络的基础知识, 顺便备份一下知识
1. 什么是计算机网络？
计算机网络就是一组计算设备（如电脑、服务器、路由器等）通过通信链路（如电缆、光纤、无线信号等）连接在一起，使它们能够相互传输数据和共享资源。可以把它想象成一个信息高速公路网络，每个设备就是一座城市或者乡村，而网络中的不同协议就像交通规则，确保数据（车辆）在网络中安全、高效地传输。
2. 网络分层模型
理解计算机网络的一个关键点是学习分层模型。常见的模型有OSI七层模型和TCP/IP模型。
TCP/IP 四层模型
- 应用层（Application Layer）：这是最接近用户的一层。它处理应用程序的网络操作，比如你使用的浏览器、邮件客户端、在线游戏等。应用层协议包括HTTP（用于网页浏览）、SMTP（用于发送邮件）、FTP（用于文件传输）等。
- 传输层（Transport Layer）：这一层负责建立端到端的通信，并保证数据的完整性。主要协议有：
- TCP（Transmission Control Protocol）：提供可靠的数据传输服务，确保数据包按顺序、无差错地到达。
- UDP（User Datagram Protocol）：提供不可靠但更快的数据传输服务，数据包可能丢失或乱序，但常用于实时应用，如游戏和视频流。
- 网络层（Network Layer）：这一层负责数据包在不同网络之间的路由和传输，核心协议是IP（Internet Protocol）。IP地址是标识网络中每个设备的唯一地址，类似于邮寄地址，用于数据包的路由。
- 链路层（Link Layer）：也称为数据链路层或网络接口层，这一层负责在本地网络中传输数据。它处理物理硬件地址（如MAC地址）的通信。以太网协议和Wi-Fi协议就属于这一层。
3. IP 地址和子网掩码
IP 地址
IP地址是网络层中的核心概念。它用来唯一标识网络中的每个设备。IPv4 地址是一个32位的二进制数，通常用四个十进制数表示（如192.168.1.1），每个数的范围是0到255。
子网掩码
子网掩码用于区分IP地址的网络部分和主机部分。通常与IP地址一起使用，用来确定同一个网络中的设备。比如，子网掩码255.255.255.0表示网络部分是前24位，剩下的8位用于标识同一个网络内的不同设备。
4. 数据包的传输过程
数据封装与拆装
当数据在网络上传输时，它会经过各个层的封装与拆装过程。每一层都在数据上添加特定的头部信息，直到到达链路层。链路层将封装好的数据帧发送到网络中。在接收端，数据依次解封装，最后由应用层还原为应用数据。
路由与交换
- 路由：在网络层，路由器根据IP地址将数据包从一个网络转发到另一个网络。就像邮件中心根据邮编分发信件一样，路由器决定数据包的传输路径。
- 交换：在链路层，交换机根据MAC地址在同一个局域网内转发数据帧。交换机会学习并记录哪些MAC地址属于哪个端口，从而提高数据帧的传输效率。
5. 常见的网络设备
- 路由器：连接不同网络的设备，负责数据包的路由选择。它可以连接不同的子网，并决定数据包的传输路径。
- 交换机：连接同一网络内多个设备的设备，主要工作在链路层，负责在本地网络中转发数据帧。
- 网络接口卡（NIC）：设备上的硬件，用于连接网络。每个NIC都有一个唯一的MAC地址，用于识别设备在本地网络中的身份。