第一篇 计算机网络基础 - 概述 - 【 发展历史 + 网络层次结构 + Tcp协议簇 + 网络传输方式 + 网络的性能指标 + 信道 】

计算机网络概述

1、什么是计算机网络

   计算机网络主要由一些通用的、可编程的硬件互联而成，通过这些硬件，可以传送不同类型的数据，并且可以支持广泛和日益增长的应用
   
   1、计算机网络不仅仅是软件的概念，它还包含硬件设备(网卡、网线、路由器)
   
   2、计算机网络不仅仅是信息通信，还可以支持广泛的应用
   
2、计算机网络的分类

  1、按照网络作用的范围，可以将计算机网络分为
  
     1、广域网
    
     2、城域网
    
     3、局域网
    
   2、按照网络作用的使用者，可以将计算机网络分为
   
     1、公用网络 【 所有愿意付费、或者愿意加入的，都可以加入的网络 】
     
     2、专用网络 【 某些部门，或者某些人，为了满足特殊的业务需求，而建立起来的网络 如：军队、铁路局、银行、公司，他们都有自己的专用网络 】
     
3、计算机网络发展简史

   第一阶段：单个网络 ARPANET
   
     这个阶段主要是一些计算机通过交换机进行连接，这个时候计算机通过连接交换机，就可以直接完成信息的交换，并且连接的计算机不多
   
   第二阶段：三级结构互联网
   
     这个阶段主要连接的是全美国主要的一些学校、研究所、实验室等拥有计算机的地方
   
   第三阶段：多层次 ISP 互联网
   
      ISP 【 Internet Service Provider 】
      
        网络服务提供商【 中国电信、中国联通、中国移动都是中国著名的网络服务提供商 】
        
4、中国互联网的发展简史

   第一阶段  1980年开始互联网实验室
   
      该阶段主要是中国铁道部来进行互联网的实验
      
   第二阶段  1989年第一个公共网络建立运行
   
      在当时，公安、银行、军队都建立起来了属于他们自己的互联网
      
   第三阶段  1994年接入国际互联网
   
      实现了国际信息的互通
           
   1、随着中国互联网的发展，中国也建立了多个公用的计算机网络，可以进行国际的信息交换，其中有五个公用计算机网络是规模最大的
   
     1、中国电信互联网（CHINANET）
   
     2、中国联通互联网（UNINET）
   
     3、中国移动互联网（CMNET）
   
     4、中国教育与科研计算机网（CERNET）
   
     5、中国科学技术网（CSTNET）
   
     我们出国的流量，主要也是通过这五个网络来进行国外的信息访问的
   
   2、除了国家科研技术的参与，民间企业也对互联网贡献很大，其中就包含知名的企业家
   
     1、1996年，张朝阳创建搜狐
     
     2、1997年，丁磊创建网易
     
     3、1998年，王志东创建新浪
     
     4、1998年，马化腾，张志东创建腾讯
     
     5、1999年，马云创建阿里巴巴
     
     6、2000年，李彦宏创建百度

计算机网络知识体系

计算机网络的层次结构

1、OSI 七层模型

 1、物理层
 
 2、数据链路层
 
 3、网络层
 
 4、传输层
 
 5、会话层
 
 6、表示层
 
 7、应用层

  计算机网络有七层模型，这个模型是由国际标准所定义的
  
  OSI 七层模型在制定的时候，是想成为全球计算机都遵循的标准，然后促进全球的计算机都可以沿用这个标准来方便的进行互联以及交换数据
  
  因为在 OSI 制定标准出来的时候，TCP/IP模型在全球范围内成功的运行了
  
  因此 OSI 七层模型，只是获得了理论层面的研究成果，但是在市场化方面却没有成功的推进
  
  OSI最终并没有成为广为使用的标准模型
  
2、TCP/IP 四层模型 

 1、网络接口层  【 对应 OSI 物理层  数据链路层 】
 
 2、网络层  【 对应 OSI 网络层 】
 
 3、传输层 【 对应 OSI 传输层 】
 
 4、应用层 【 对应 OSI 应用层 表示层 会话层 】

Tcp 协议簇

TCP/IP 协议是我们 程序员 接触最多的协议，实际上，TCP/IP 又被称为 TCP/IP 协议簇，它并不特指单纯的 TCP 和 IP 协议，而是容纳了许许多多的网络协议

1、IP 协议

   IP 是网际互联协议，英文 Internet Protocol，位于网络层。IP 协议是整个 TCP/IP 协议簇的核心，也是构成互联网的基础。IP 能够为运输层提供数据分发，同时也能够组装数据供运输层使用。它将多个网络连接成为一个互联网，这样能够提高网络的可扩展性，实现大规模网络互联。二是分割顶层网络和底层网络之间的耦合关系

2、ICMP 协议

   ICMP 协议是 Internet 报文控制协议，英文Internet Control Message Protocol， ICMP 协议主要用于在 IP 主机、路由器之间传递控制消息。ICMP 属于网络层的协议，当遇到 IP 无法访问目标、IP 路由器无法按照当前传输速率转发数据包时，会自动发送 ICMP 消息，从这个角度来说，ICMP 协议可以看作是错误侦测与回报机制，让我们检查网络状况、也能够确保连线的准确性。

3、ARP 协议

   ARP 协议是地址解析协议，英文 Address Resolution Protocol，它能够根据 IP 地址获取物理地址。主机发送信息时会将包含目标 IP 的 ARP 请求广播到局域网络上的所有主机，并接受返回消息，以此来确定物理地址。收到消息后的物理地址和 IP 地址会在 ARP 中缓存一段时间，下次查询的时候直接从 ARP 中查询即可。

4、TCP 协议

   TCP 是传输控制协议，英文Transmission Control Protocol，它是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输协议，TCP 协议位于传输层，TCP 协议是 TCP/IP 协议簇中的核心协议，它最大的特点就是提供可靠的数据交付。TCP 的主要特点有 慢启动、拥塞控制、快速重传、可恢复

5、UDP 协议

   UDP 协议是用户数据报协议，英文 User Datagram Protocol，UDP 也是一种传输层协议，与 TCP 相比，UDP 提供一种不可靠的数据交付，也就是说，UDP 协议不保证数据是否到达目标节点。当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP 是一种无连接的协议，传输数据之前源端和终端无需建立连接，不对数据报进行检查与修改，无须等待对方的应答，会出现分组丢失、重复、乱序等现象。但是 UDP 具有较好的实时性，工作效率较 TCP 协议高。

6、FTP 协议

   FTP 协议是文件传输协议，英文 File Transfer Protocol，应用层协议之一，是 TCP/IP 协议的重要组成之一，FTP 协议分为 FTP 服务器和 FTP 客户端两部分，FTP 服务器用来存储文件，FTP 客户端用来访问 FTP 服务器上的文件，FTP 的传输效率比较高，所以一般使用 FTP 来传输大文件

7、DNS 协议

   DNS 协议是域名解析协议，英文 Domain Name System，它也是应用层的协议之一，DNS 协议是一个将域名和 IP 相互映射的分布式数据库系统。DNS 缓存能够加快网络资源的访问
   
8、SMTP 协议

   SMTP 协议是邮件传输协议，英文 Simple Mail Transfer Protocol，应用层协议之一，SMTP 主要是用作邮件收发协议，SMTP 服务器是遵循 SMTP 协议的发送邮件服务器，用来发送或中转用户发出的电子邮件
   
9、SLIP 协议

   SLIP 协议是指串行线路网际协议，英文 Serial Line Internet Protocol，是在串行通信线路上支持 TCP/IP 协议的一种点对点式的链路层通信协议
   
10、PPP 协议

   PPP 协议是点对点协议，英文Point to Point Protocol，是一种链路层协议，是在为同等单元之间传输数据包而设计的。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案

网络传输方式

网络根据 传输方式 一般分为

   1、面向连接型
   
      面向连接型中，在发送数据之前，需要在主机之间建立一条通信线路 如 TCP
   
   2、面向无连接型
   
      面向无连接型则不要求建立和断开连接，发送方可用于任何时候发送数据。接收端也不知道自己何时从哪里接收到数据  如  UDP

网络性能指标

了解网络的性能指标，有助于评估或判断网络的质量或者速度，在了解之前，先对常用的丈量单位进行简单的了解（速率）

1、为什么电信拉的 100M 光纤，测试峰值速度只有 12M 每秒

   1、首先，因为网络常用单位是 Mbps

   2、100M/s = 100Mbps = 100Mbit/s
   
   3、由比特位换算到字节是有一个进制的，8 个比特位等于 1 个字节
   
     100Mbit/s = (100/8)MB/s  = 12.5MB/s
     
2、评估计算机网络关于时间的指标，有一个重要指标是 往返时间 RRT   

   1、RTT【 Route-Trip Time 】是评估网络质量的一项重要指标
   
   2、RTT表示的是数据报文在端到端通信中的来回一次的时间
   
   3、通常使用 ping 命令查看 RTT

网络信道

1、信道是往一个方向传递信息的媒体

2、一条通信电路往往包含一个 接收信道 和一个 发送信道

3、因为 发送信息 和 接收信息 的方向不一样，所有这里有 两个信道

4、根据信道的不同，通信电路可以分成

    1、单工通信信道
    
      1、只能一个方向通信，没有反方向反馈的信道
       
      2、有限电视、无线电收音机等等，都属于单工通信信道【 一方发送，另外一方只能接收 】
    
    2、半双工通信信道
    
      1、双方都可以发送和接收信息
      
      2、不能双方同时发送，也不能同时接收
    
    3、全双工通信信道
    
      1、双方都可以同时发送和接收消息
      
      2、网线这些都是全双工通信信道