计算机网络原理的基本概念

IP地址

概念

IP地址主要用于标识网络主机, 其他网络设备(如路由器)的网络地址
IP地址用于定位主机的网络地址

格式

IP 地址是一个32位的二进制数, 通常被分割为4个 “8位二进制数”(分割成4组)
比如
01100100.00000100.00000101.00000110
通常用点分十进制表示, 即 a.b.c.d 的形式 (a, b, c, d 都是 0 ~ 255之间的整数)

特殊IP地址

网络地址
0.0.0.0

广播地址
255.255.255.255

环回地址
127.0.0.1

私有地址
A类: 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B类: 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C类: 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

端口号

概念

端口号可以标识主机中发送数据, 接收数据的进程(应用程序)
端口号用于定位主机中的进程(应用程序)

格式

端口号是 0~65535 范围的数字
在网络通信中, 进程可以通过绑定一个端口号, 来发送及接收网络数据

注意

两个不同的进程(应用程序), 不能绑定同一个端口号, 但一个进程可以绑定多个端口号

关于IP地址与端口号

当我们买快递的时候,需要填写收件人的地址(IP地址)
但光有地址也不行,还得知道收件人是谁(端口号)

协议

概念

协议是网络通信(网络数据传输)经过的所有网络设备都必须共同遵从的一组约定,规则

举个栗子

不同的游戏有不同的规则
有的游戏是推塔才能取得最终的胜利
有的游戏是击败最终的BOSS才能取得最终的胜利

在推塔取得胜利的游戏中, 玩家虽然击败了BOSS, 但却未能获得胜利(未遵守协议)
在击败最终BOSS的游戏中, 玩家虽然摧毁了地方的防御塔, 但却未能获得胜利(未遵守协议)

这些不同的规则就属于不同的协议

协议的三要素

语法
数据与控制信息的结构或格式
类似我们学习英语时, 遵守的语法格式

语义
需要发出何种控制信息, 完成何种动作以及做出何种响应
语义主要用来说明通信双方应该做什么, 用于协调与差错处理的控制信息

时序
事件实现顺序的详细说明

协议最终体现为网络上传输的数据包的格式

协议的作用

计算机之间的传输媒介时光信号和电信号
通过频率和强弱来表示 0 和 1
要想传递各种不同的信息, 就需要约定好传输的数据格式(协议)

协议分层

当一个协议较为复杂时,就会拆分成多个协议
每个协议负责完成整个协议的一部分职责
可能存在有些小的协议, 作用是类似的, 就可以针对这些协议进行分类
同时在针对不同的类别, 进行分层

协议分层的作用

约定了层级与层级之间的调用关系
上层协议调用下层协议, 下层协议为上册协议提供支持, 不能跨层调用

类似于代码中的接口
一方为接口的实现类(提供服务)
一方为接口的使用类(调用服务)

对于接口的使用方, 不需要关心接口是如何实现的
对于接口的实现方, 利用封装的特性,隐藏了实现的细节, 只需要提供接口即可

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OSI 模型

图片内容摘抄自网络

网络设备所在分层

主机

它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容

路由器

它实现了从网络层到物理层

交换机

它实现了从数据路路层到物理层

集线器

它只实现了物理层

这里所说的路由器与交换机, 也成为二层交换机, 三层路由器
也就是传统意义上的交换机和路由器

封装与分用

结尾

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