计算机网络--基础通信概念
1. 网络相关
https://zhuanlan.zhihu.com/p/455223292
1.1 局域网（Local Area Network，LAN）
局域网是一个局部范围的计算计组，比如自己家庭网络就是一个小型的局域网，里面包含电脑、手机和平板等，他们共同连接到你家的路由器上。又比如学校的机房就是一个局域网，里面有几百几千台电脑，当机房无法上外网时(比如无法上百度、谷歌等)，但是电脑之间仍可以通信，你们可以通过这个局域网来打CS 、玩红警、传输文件等。理论上，局域网是封闭的，并不可以上外网（如果要上外网需要接入运营商并开通某些权限），可以只有两台电脑，也可以有上万台。
1.2 以太网（Ethernet）
以太网可以看成是一种实现局域网通信的技术标准，是目前最广泛的局域网技术。以太网的运行速率有10Mbps,100Mbps,1Gbps,10Gbps的，它的传输介质有的是双绞线，有的是光纤。简单的说，以太网就是在局域网内，把附近的设备连接起来，可以进行通讯（比如两个电脑用某种物理传输线路链接起来就构成了以太网，以太网是一种局域网，但局域网却不一定是以太网）。
1.3 广域网（WAN，Wide Area Network）
广域网的范围就比较大了，可以把你家和别人家、各个省、各个国家连接起来相互通信。广域网和局域网都是从范围的角度来划分的，广域网也可以看成是很多个局域网通过路由器等相互连接起来。可以理解为多个局域网组成了广域网。
1.4 互联网（Internet）
互联网可以看成是局域网、广域网等组成的一个最大的网络，它可以把世界上各个地方的网路都连接起来，个人、政府、学校、企业，只要你能想到的，都包含在内。互联网是一种宽泛的概念，是一个极其庞大的网络。
2. 通信网络中涉及到的硬件
参考资源贴:
- 必须要看的一个帖子：
https://cloud.tencent.com/developer/article/1883924 - 网桥和交换机的区别：
https://www.cnblogs.com/hyddd/archive/2009/01/18/networking.html - 通信相关名词的解释
https://blog.csdn.net/xishining/article/details/104218237?spm=1001.2101.3001.6661.1&utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-1-104218237-blog-110275443.235%5Ev27%5Epc_relevant_t0_download&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-1-104218237-blog-110275443.235%5Ev27%5Epc_relevant_t0_download&utm_relevant_index=1 - IP地址和MAC地址
https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/105359210 - 一个IP数据包从源地址到目的地址的转发逻辑
https://mp.weixin.qq.com/s/jiPMUk6zUdOY6eKxAjNDbQ
计算机网络硬件包含有：
1、网卡，也称网络适配器，是连接计算机和传输介质的接口；
2、网络电缆，是用来连接网络中各个设备的，常见的电缆有双绞线、光纤、电话线等；
3、网络设备，包括交换机、路由器、调制解调器等，它们是发送或接收数据的终端设备。
2.1 网卡
网卡也被称为网络适配器（Network Adapter），是连接计算机和传输介质（网线）的接口。网卡主要用来将计算机数据转换为能够通过传输介质传输的信号。
由于各种设备上网的方式不同，所使用的网卡种类也会不同。网卡的种类有以下几种：
(1) 有线网卡
有线网卡就是通过“线”连接网络的网卡。这里所说的“线”指的是网线。有线网卡常见形式如图所示。
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(2) 无线网卡
与有线网卡相反，无线网卡是不需要通过网线进行连接的，而是通过无线信号进行连接。无线网卡通常特指 Wi-Fi 网络的无线网卡。无线网卡常见形式如图所示。
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(3) 蓝牙适配器
蓝牙适配器也是一种无线网卡。蓝牙适配器与无线网卡的区别是数据通信方式不同。蓝牙适配器常见样式如图所示。
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按安装方式分类
网卡通常是网络设备的从属设备。根据其安装方式，网卡可以分为内置网卡和外置网卡。
(1) 内置网卡
由于网卡已经成为连接网络的必要设备，所以很多网络设备都内置了网卡。因此，内置网卡也被称为集成网卡。例如，现在的主板都集成了有线网卡，如图所示。箭头所指的接口就是内置网卡提供的有线网卡接口。
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(2) 外置网卡
除了内置网卡外，很多网络设备都允许用户安装额外的网卡。这类网卡被称为外置网卡，有时被称为独立网卡。由于它可以插在主板的各种扩展插槽中，所以可以随意拆卸，具有一定的灵活性。上面所说的有线网卡和无线网卡就属于外置网卡。
2.2 传输介质（网络电缆）
网络电缆用来连接网络中的各个设备，供设备之间进行数据通信。常见的网络电缆有双绞线、光纤、电话线等。
（1）双绞线
双绞线也就是网线。它是由两根具有绝缘保护层的铜导线缠绕组成的，如图所示。这样的铜线一共有 8 根。每根都通过对应的颜色进行区分。现实生活中，家庭和企业中的计算机进行上网，一般都是通过双绞线连接网络。这些双绞线在排序上往往采用 EIA/TIA 568B 的线序，依次为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。
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（2）光纤
光纤是一种传输光信号的细而柔软的媒质，多数光纤在使用前必须由几层保护结构包裹，如图所示。光纤的主要作用是把要传送的数据由电信号转换为光信号进行通信。在光纤的两端分别装有“光猫”进行信号转换。
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（3）电话线
电话线就是连接电话的线。电话线也是由绝缘保护层的铜导线组成的。与双绞线不同的是，电话线只有 2 根或 4 根线，而且不一定会缠绕在一起，也没有颜色排序，如图所示。
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2.3 网络设备
https://blog.csdn.net/qq_25606103/article/details/51288459?spm=1001.2101.3001.6650.2&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-2-51288459-blog-104218237.235%5Ev27%5Epc_relevant_t0_download&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-2-51288459-blog-104218237.235%5Ev27%5Epc_relevant_t0_download&utm_relevant_index=5
在每层中相关的网络设备
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2.3.1中继器
中继器（Repeater），又加放大器（对，就是你理解的字面意思，把信号放大）。中继器是最简单的网络互联设备,主要完成物理层的功能,负责在两个节点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度。
为什么存在中继器？由于存在损耗, 在线路上传输的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将造成信号失真,因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接,对衰减的信号进行放大,保持与原数据相同。
中继器是模拟设备，用于连接两根电缆段（可以理解为把两个短的网线链接成长的）。中继器不理解帧、分组和头的概念，他们只理解电压值。
一句话总结：中继器，就是简单的信号放大器，信号在传输的过程中是要衰减的，中继器的作用就是将信号放大，使信号能传的更远。
2.3.2 集线器（HUB）
集线器（Hub）是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。集线器在OSI／RM中的物理层。
一句话总结：集线器，就是个多端口的中继器，把每个输入端口的信号放大再发到别的端口去，集线器可以实现多台计算机之间的互联，因为它有很多的端口，每个口都能连计算机。
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2.3.3 网桥（Bridge）
网桥(Bridge)是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。网桥是属于数据链路层的一种设备，它的作用是扩展网络和通信手段，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距离，同时又有选择地将现有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质，并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。
一句话总结：网桥工作在数据链路层，将两个（注意只是两个）LAN（局域网）连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”。
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上图中，LAN1上的电脑全部用集线器（HUB）连接，LAN2上的电脑全部用HUB连接，网桥连接两个HUB。
2.3.4 交换机（Switch）
交换机，可以理解为高级的网桥，他有网桥的功能，但性能比网桥强。交换机和网桥的细微差别就在于：交换机常常用来连接独立的计算机，而网桥连接的目标是LAN（局域网），所以交换机的端口较网桥多。
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2.3.5 交换机和网桥的区别
参考帖子：https://www.cnblogs.com/hyddd/archive/2009/01/18/networking.html
网桥能干的，交换机都能干。但是两者配合能以更少的成本来完成想要的功能。
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2.3.6 路由器（Router）
一句话理解：跨越不同的物理网络类型（DDN、以太网等等）在逻辑网络上把数据（IP报文）传送到正确的网络。
提供了路由与转送两种重要机制。可以决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径（host到host之间的传输路径），这个过程称为路由；将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行)，这称为转送。
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2.3.7 网关（Gateway）
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器（比如SIP向Q931的转换）。在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连，还是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。
举个简单的例子，一套房子内部有三个房间、一个大门，房子可以比喻成你的电脑所在的局域网，三个房间可以比喻成你所在局域网中的三台电脑，房子的大门可以比喻成网关。当你在房子内的一个房间进入另一个房间的时候并不需要经过房子的大门。在局域网中也是一样的，处在同一局域网的中计算机进行通信的时候并不需要用到网关。当你需要到邻居家去玩的时候需要要从你家房子的大门出去。相应的，局域网中的计算机需要和其它局域网中的计算机、和互联网上的计算机进行通信的时候， 数据包必须要通过网关才可以到达，这就是网关的作用。
3. 计算机的身份证
https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/105359210
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1731567406962999263&wfr=spider&for=pc
网络中的身份证就两种：IP地址和MAC地址。
做一个形象的比喻，MAC地址就好比一个人的身份证，IP地址表示这个人的所在的区域，也就是所在的局域网。在局域网中，就可以使用本地的MAC地址精确的找到这个人并进行交流。
例如，你知道我身份证号码（MAC地址），我人此刻在北京朝阳区利泽西园108楼1703，但是你到上海找我，这样找不到，当前你可以在全球找我，但是这样相当于75亿人找一个，或许能找到，但是很慢。IP地址相当我的定位，由IP可以找到北京朝阳区利泽西园108楼1703，但是这屋里有两个人，这时候通过唯一的身份证号就可以定位我。
3.1 IP地址
IP地址（Internet Protocol Address），缩写为IP Adress，是一种在Internet上的给主机统一编址的地址格式，也称为网络协议（IP协议）地址。它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，常见的IP地址，分为IPv4与IPv6两大类，当前广泛应用的是IPv4，目前IPv4几乎耗尽，下一阶段必然会进行版本升级到IPv6；如无特别注明，一般我们讲的的IP地址所指的是IPv4。
(1) IP地址的组成
IP地址=网络号+主机号，比如一个C类IP地址的划分：
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计算机的IP地址由两部分组成，一部分为网络标识，一部分为主机标识，同一网段内的计算机网络部分相同，主机部分不同，不能重复出现。路由器连接不同网段，负责不同网段之间的数据转发，交换机连接的是同一网段的计算机。通过设置网络地址和主机地址，在互相连接的整个网络中保证每台主机的IP地址不会互相重叠，即IP地址具有了唯一性。
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3.2 MAC地址
MAC全球唯一，每一个计算机设备集成的网卡其MAC地址全球唯一。
3.3 端口
我们电脑中同时运行着浏览器、QQ、微信等多个应用程序，当计算机通过网卡接收到了数据，但这些数据都是要给谁的呢，QQ？微信？还是浏览器？
怎么正确识别收到的数据属于哪个应用程序呢，为了解决这个问题，计算机在每个发送的数据中附加了个标识，这个标识就是端口号，通过端口号计算机就可以知道接收的数据给当前的QQ程序