计算机网络基础(1)

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计算机网络基础

收录于专栏【计算机网络】
本专栏旨在分享学习计算机网络的一点学习笔记，欢迎大家在评论区交流讨论💌

1. 计算机网络背景

1.1 网络发展

2. 初识协议

2.1 协议分层

2.1.1 软件分层的好处

2,2 OSI七层模型

2.3 TCP/IP五层(或四层模型)

3. 再识协议

3.1 为什么要有TCP/IP协议

3.2 什么是TCP/IP协议

3.3 TCP/IP协议与操作系统的关系

3.4 究竟什么是协议

1. 计算机网络背景

1.1 网络发展

独立模式: 计算机之间相互独立;

网络互联: 多台计算机连接在一起, 完成数据共享;

局域网LAN: 计算机数量更多了, 通过交换机和路由器连接在一起;

广域网WAN: 将远隔千里的计算机连在一起;

所谓 "局域网" 和 "广域网" 只是一个相对的概念. 比如, 我们有 "天朝特色" 的广域网, 也可以看做一个比较大的局域网.

计算机是人的工具，人要协同工作，注定了网络的产生是必然的.

2. 初识协议

• "协议" 是一种约定.

• 打电话约定电话铃响的次数的约定

计算机之间的传输媒介是光信号和电信号. 通过 "频率" 和 "强弱" 来表示0 和1 这样的信息. 要想传递各种不同的信息, 就需要约定好双方的数据格式.

思考: 只要通信的两台主机, 约定好协议就可以了么?

• 定好协议，但是你用频率表示 01，我用强弱表示 01，就好比我用中国话，你用葡萄牙语一样，虽然大家可能遵守的一套通信规则，但是语言不同，即是订好了基本的协议，也是无法正常通信的

所以，完善的协议，需要更多更细致的规定，并让参与的人都要遵守。

• 计算机生产厂商有很多;

• 计算机操作系统, 也有很多;计算机网络硬件设备, 还是有很多;

• 如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够相互顺畅的通信? 就需要有人站出来, 约定一个共同的标准, 大家都来遵守, 这就是网络协议 ;

一般具有定制协议或者标准的资格的组织或者公司都必须是业界公认或者具有江湖地位的组织或者公司，下面是一些标准制定组织，大家看一下就可以

1. 国际标准化组织：

￮ IEEE（电气和电子工程师协会）：这是一个由计算机和工程领域专家组成的庞大技术组织，在通信协议领域贡献突出。IEEE 制定了全世界电子、电气和计算机科学领域 30%左右的标准，包括 IEEE 802 系列标准，这些标准涵盖了从局域网（LAN）到广域网（WAN）等多种网络技术。

￮ ISO（国际标准化组织）：ISO 是由多个国家的标准化团体组成的国际组织，它在开放系统互连（OSI）模型方面的工作尤为著名。OSI 模型定义了网络通信的七层协议结构，尽管在实际应用中，TCP/IP 协议族更为普遍，但OSI 模型仍然在学术和理论研究中占有重要地位。

￮ ITU（国际电信联盟）：ITU 是联合国下属的专门机构，负责制定电信领域的国际标准。ITU-T 制定的标准涵盖了电话和网络通信，与ISO 合作确保了通信技术的全球兼容性和互操作性。

2. 区域标准化组织：

￮ ETSI（欧洲电信标准学会）：由欧洲共同体各国政府资助，是一个由电信行业的厂商与研究机构参加并从事研究开发到标准制定的组织。

￮ ASTAP（亚洲与泛太平洋电信标准化协会）：1998 年由日本与韩国发起成立的标准化组织，旨在加强亚洲与太平洋地区各国信息通信基础设施及其相互连接的标准化工作的协作。

3. 公司：

￮某些公司，如泰凌微，也自研各种标准的软件协议栈，包括低功耗蓝牙、zigbee、thread 及 Matter 等，并可进行定制化改动，这是其核心竞争力之一。泰凌微还计划重点发展智能电子价签、智能遥控、智能家居等市场。

4. 民间国际团体：

￮ IETF（互联网工程师任务组）：这是一个负责开发和推广互联网协议（特别是构成 TCP/IP 协议族的协议）的志愿组织，通过 RFC 发布新的或者取代老的协议标准。

5. 官方机构：

￮ FCC（联邦通信委员会）：美国对通信技术的管理的官方机构，主要职责是通过对无线电、电视和有线通信的管理来保护公众利益。也对包括标准化在内的通信产品技术特性进行审查和监督。以上这些组织或公司都能在一定程度上定制协议标准，以满足特定需求或推动技术发展。

2.1 协议分层

协议本质也是软件，在设计上为了更好的进行模块化，解耦合，也是被设计成为层状结构的

2.1.1 软件分层的好处

在这个例子中, 我们的"协议"只有两层:语言层、通信设备层。

但是实际的网络通信协议，设计的会更加复杂, 需要分更多的层

但是通过上面的简单例子，我们是能理解，分层可以实现解耦合，让软件维护的成本更低

2,2 OSI七层模型

• OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型，是一个逻辑上的定义和规范;

• 把网络从逻辑上分为了 7 层. 每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机;

• OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输;

• 它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整. 通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯;

• 但是, 它既复杂又不实用; 所以我们按照 TCP/IP 四层模型来讲解

	分层名称	功能
1	物理层	以"0", "1"代表电压的高低, 灯光的闪灭.界定连接器和网线的规格.
2	数据链路层	互联设备之间传送和识别数据帧
3	网络层	地址管理与路由选择
4	传输层	管理两个节点之间的数据传输,负责可靠传输(确保数据被可靠地传送到目标地址)
5	会话层	通信管理, 负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑电路) 管理传输层以下的分层
6	表示层	设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换
7	应用层	针对特定应用的协议