网络的概念与定义

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。为了满足人们的各种需求，比如访问网页，在线游戏，在线视频等，会形成比如文本，图片，视频等都是信息的不同呈现方式。 计算机只能识别0和1的组成的电子数据(digital data)。它不具备读取各种信息的能力，所以信息需要通过一定的规则翻译成数据。

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：

• 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。
• 信息的传输速率比较高，从100M到1000M到100G等。
• 如一个企业或者一个园区，网络的概念是相对的。

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30公里以上的距离。大型的WAN可以由各大洲的许多LAN和MAN组成。最广为人知的WAN 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 )**，OSI开放模型（Open Systems Interconnection，简称OSI）是一种描述计算机网络如何交换数据的标准模型。它的主要目的是定义一组通用的接口和服务，以便实现不同类型的计算机之间的数据传输。

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

体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，基本划分如下：

• 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。

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：切片和添加控制信息

解封装：相反的操作过程

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，到达目的主机进行解封装操作，完成数据传输。

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。 因为OSI协议栈比较复杂，且TCP和IP两大协议在业界被广泛使用，所以TCP/IP参考模型成为了互联网的主流参考模型。

总结：一段数据从终端程序经过添加IP包头、TCP/UDP包头、MAC、校验位等封装成不同格式的数据，从网络接口向外传输。接收段收到数据后进行解封装，一层层拆开对应的报文，最终显示最原始的数据并显示在对应的程序上。