计算机网络基础知识

前言

本篇文章所讲述的是简略版的有关计算机网络的一些知识。重点为计算机网络体系结构的‘五层’结构。

五层模型

1. 物理层：通过光纤、电缆、双绞线等输出介质将两台计算机连接起来，并通过高低电频（电信号的形式）来传输0，1，0，1这样的二进制比特位。（本层涉及到数模之间的转换、数模之间的编码格式等）
2. 数据链路层：通过‘帧’这种数据格式来传输数据。一个帧由帧头部分（Head）和帧数据部分（Data）构成，大小一般为64-1518个字节。帧头部分一般是一些说明数据，大小为18个字节。即：帧数据部分的大小为：46-1500个字节。
   在这一层中有一个重要的物理地址——MAC地址。它由48个字节所构成，在网卡生产时就被唯一标识了。
   在同一个子网中，如果一台计算机A要和计算机B相互通信，它会以“广播”的方式向与之相连的计算机发送数据包，而这个数据包中就会包含计算机B的MAC地址。当同一个子网内的其他计算机收到这个数据包后均会把数据包中的MAC地址取出来与本机器的MAC地址进行对比，如果两者相同，则接受这个数据包，否则就丢弃这个数据包。
   另一个非常重要的协议是：ARP协议。ARP协议是通过广播的形式给同一个子网中的每台计算机发送一个数据包，该数据包中包含接收方的IP地址。对方收到这个数据包之后，会取出IP地址与自身的IP地址作对比，如果相同，则把自己的MAC地址回复给对方，否则就丢弃这个数据包。
3. 网络层：是以数据包的格式在计算机之间传输数据的。
   这一层中有个非常重要的协议（地址）——IP协议（地址）。IP协议有两种版本，IPv4版本（由32位二进制数组成）和IPv6版本（由128位二进制数组成）。目前以IPv4为主。每个IP地址（IPv4）由两部分组成，前面一部分代表网络部分，后面一部分代表主机部分。
   与之相对应的是另一个关键词——子网掩码。它与IP地址一样也是32位二进制数，同时子网掩码规定：网络部分全为1，主机部分全为0。我们只需将IP地址与其子网掩码做与运算，然后把各自的结果进行比较，即可得知两台计算机是否属于同一个子网。
4. 传输层：是以报文段的格式在计算机之间传输数据的。
   这一层中有个非常重要的关键字——端口。端口通常用来指定与之对应的应用程序，让我们可以与之进行数据间的通信。也就是说，传输层的功能就是建立端口到端口的通信。（常见的端口号如：http的默认传输端口为80、MySQL的默认输出端口为3306）
   另外还有两大非常非常非常重要的协议——TCP协议和UDP协议。其中，TCP协议提供可靠的传输，而UDP提供的是不可靠传输。
5. 应用层：是以报文的格式在计算机之间传输数据的。
   在这一层中会涉及到域名的解析问题、DNS服务器解析域名的原理和过程等。