Linux初学之——网络的基本概念

Posted 2020-09-24

网络的基础知识：

  网络的概念    

         网络是由节点和连线构成，表示诸多对象及其相互联系。在数学上，网络是一种图，一般认为专指加权图。网络            除了数学定义外，还有具体的物理含义，即网络是从某种相同类型的实际问题中抽象出来的模型。在计算机域                中，网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台，通过它把各个点、面、体的信息联系到一起，从而实现这些资源            的共享。网络是人类发展史来最重要的发明，提高了科技和人类社会的发展。

    网络的功能：

           数据通信

          资源共享

    两个模型

          ISO/OSI

         TCP/IP

   

  网络的特征：

    速度

    成本

    安全性

    可用性： 可用时间/总时间

    可扩展性

    可靠性

    拓扑：物理拓扑；

      逻辑拓扑：数据传输的路径

网络的组成组件

   一般来说，两台或以上计算机使用任意介质(电缆、光纤或无线电波)、任意网络来进行连接，并进行资源共享及通信，就可以称为计算机网络。

    网络协议是网络上建立通信及传输数据的双方必须遵守的通信标准，它定义了接收方和发送方进行通信所必须遵循的规则，双方同层的协议必须一致，否则无法进行通信或数据错误。为了组建通信网络，通常需要一些特殊的设备，下图是一个常见的网络连接图：

    节点(node)：节点主要是具有网络地址 (IP) 的设备之称。

    服务器主机(server)：提供数据以响应给用户的主机，都可以被称为是一部服务器。

    工作站(workstation)或客户端(client)：主动发起联机去要求数据的，就可以称为是客户(client)。

    网卡(Network Interface Card,NIC)：主要提供网络联机的设备

    网络接口：主要在提供网络地址(IP) 的任务。主机内部也都拥有一个内部的网络接口，就是loopback这个测                     试接口！

    网络形态或拓朴(topology)：各个节点在网络上面的链接方式，一般讲的是物理连接方式。

    路由(route):是指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口 程,                     其工作在OSI参考模型第三层——网络层的数据包转发设备。

    网关(gateway):又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，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。

OSI网络模型与TCP/IP网络模型

     由ISO所定义的7层网络模型--OSI(Open System Interconnect,开放系统互连)是网络发展中的一个重要里程碑，它的出现使各种网络技术和设备有了参考依据，在网络协议的设计和统一上起到一定作用。

OSI:开放式系统互连    根据功能分层

  为什么要使用分层网络模型？

    降低复杂性

    标准化接口

    模块化设计

    确保技术的互操作性

    加快发展速度

    简化教学

   OSI的7层模型中每一层都有清晰的特征。其中第7-4层处理数据源和数据目的地之间的通信问题，第3-1层处理网络设备间的通信。各层功能为：

   物理层：定义了有关传输介质的特性标准规范。具电气特性；机械特性；过程特性；功能特性； 二进制传输

   数据链路层：物理链路并不可靠，可能会出现错误。数据链路层将数据分成帧，以数据帧为最基本单位进行传输，通过收到的数据帧进行重新排序和整理，把不可靠的物理链路转化成网络模型的上层协议中可靠的数据链路。   定义物理地址；  建立逻辑链接； 数据校验功能

  网络层：对数据按一定的长度进行分组，并在每个分组的头中记录源和目的主机的地址，然后根据这些地址来决定从源主机到目的主机的路径。如果存在多条路径，还要负责进行路由选择。

  传输层：这层的功能包括是选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，以及对所收到的顺序不对的数据包进行重新排序。

  会话层：在网络实体间建立、管理和终止通信应用服务请求和响应会话等。

  表示层：进行代码转换功能，以保证源主机的数据在目的主机上同样能被识别。

  应用层：OSI模型的最高层，实现网络与用户的直接对话。

    OSI的7层模型是一个理论模型，由于它太过庞大和复杂受到很多批评，而技术人员自己开发的TCP/IP协议栈则获得更为广泛的应用。与OSI的7层模型不同，TCP/IP模型没有把主要精力放在严格的层次划分上，而是侧重于设备间的数据传输。TCP/IP模型的各层功能：

  网络接口层(链结层)：定义了如何在已有的物理网络介质上传输数据，在这层中包含以太网、令牌环网、帧中继和异步传输模式等。

  网络层：将数据封装成IP(Internet Protocol)数据包，发往目标网络或主机。在这层包含了IP、

ICMP、IGMP、以及ARP等协议。

  传输层：定义了数据传输时所使用的服务质量以及连接状态，实现源端主机和目标主机上对等实体间的会话。在传输层上有两个不同的协议：TCP、UDP。

  应用层：TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的合并到应用层，它定义了TCP/IP应用程序通信协议，包括HTTP、FTP、DNS和SMTP等。其中，没中协议都对应不同的网络服务，他们一般都会有特殊的端口号。

TCP/IP ：根据协议分层

 应用层

   ||-----协议端口

 传输层

   ||---协议号

 Internet层

    ||---协议类型

 网络访问层