从零开始的计算机网络基础(图文并茂,1.8w字,面试复习必备)

在互联网高速发展的今天,我们通过手机,电脑等通讯设备可以很轻松达到未出茅庐便知天下事的境界。每天我们都要访问数不胜数的网站,通过打开浏览器,输入网址两步搞定。当然更为常规的做法是打开浏览器,设置首页为某个搜索引擎网站(如百度,谷歌),在搜索框中输入想要访问的关键词,几秒的功夫一个个网站就呈现在客官眼前任由客观挑选。但,,,你有没有想过为什么只是输了个网址怎么页面就呈现出来了呢?

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初探计算机网络 网络

网络的概念是指一组具有通信功能的设备相互连接形成的。什么叫具有通信功能的设备呢?这个可以分为主机,如电脑、手机等;以及连接设备如路由器,交换机,调制解调器等。此时这些连接设备对于你来说可能只是个抽象的名词,不过没关系,之后我都会一一讲到,请耐心地看下去。

局域网,广域网,互联网络

局域网(LAN),通常是私有的,用于连接一个办公室,一栋教学楼,一个工作室等等。

如下图,处于同一个局域网的用户A,B。A可以联系到B,但却不能联系到处于另一个局域网的C。

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广域网(WAN),广域网相比于局域网,有着更大的地理覆盖范围。可以覆盖一个城市,一个省,一个国家,甚至全世界。

如下图,广域网由一个个子网络连接而成,并且广域网中的子网络之间可以正常通信。

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互联网络,几乎不存在孤立的局域网或广域网,它们都相互连接在一起。当两个或多个网络连接起来,就形成了一个互联网络。

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信息交换

由图1,图2我们很容易产生网络之间和同一网络下的用户之间的通信方式是一样的错觉。所以看到图3很疑惑欸,箭头没有了,虚线来了,路由器和交换机也来了。。别忙着揍我,先听我解释。

电路交换网络

两个终端之间始终保持一条专用连接,由交换机进行转发。由图可以发现连接两个子网的线路更“粗”,这是因为每个终端都需要一个专用连接,所以线路的带宽更大,也就更“粗”了。

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分组交换网络

同一个子网络的终端之间依然保持一条专用连接,但子网间的通信不再为所有的终端建立专用连接,而是一个固定大小的线路,每个消息根据到达先后顺序排队,每次取不大于线路带宽的消息进行转发。细心的同学会发现上图的交换机这里变成了路由器,其实路由器也拥有交换机信息转发的功能,但除此之外还增加了一个网络层用于IP寻址。这是网络间通信的关键,之后会在网络层中详细讲解。

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为什么信息交换中既用交换机又用路由器

如图3,既使用了电路交换网络,又使用了分组交换网络。之前谈到过,路由器比交换机多了一个网络层,因此进行数据转发时花费的时间更多,使用交换机进行子网内部数据转发更加合适。而子网间通信之所以更多选取分组交换网络,是因为虽然分组交换需要排队会带来一些时延,但比电路交换成本更加低廉,资源利用率也更高。

网络分层 为什么要分层??这里是一个例子

假如夏尔和慕恩是一对高三小情侣,为了防止亲密的信息被父母看到,他们决定对会话进行加密,享受美好的二人时光。

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从以上可以看出,夏尔和慕恩之间的通信从上到下分为三层,第一层负责读/写消息,第二层负责加密/解密消息,第三次层责发送/接收。每一层相互对应,层与层之间互不干扰,每层都做自己分内的事。

TCP/IP协议簇

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网络传输也采用这个思想,将复杂的传输过程,分为一个个层次模块。模块内部接收上一层传递的信息然后进行处理,处理结束后呈递到下一层。

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