计算机网络理论知识
网络的概述
网络：把许多计算机连接起来进行通信的称为网络
互联网：把许多计算机通过路由器连接起来进行通信的称为互联网
交换机：主要用来进行电路的转接，就像打电话一样，一台电话通过电路连接到另
一台电话进行通信，而电话之间进行通信它们必须要连接起来。如果是一对一的方
式拉电路将它们连接起来，那么是几台还好说，到了几百甚至上千台，那么它们都
要一一连接起来的话、需要拉的电路之多可想而知。一对一拉电线这种方式是不可
行的，所以就出现了所谓的交换机。只需要把每台电话线拉到交换机中，通过交换
机自行判断来进行电路的转接，也就是将一台电话的电路转接连接到需要拨打的电
话的电路上。总的来说交换机的出现，使得电话（计算机）之间完成了一对一连接
同时大大地减少了拉电线的量。实现了有多少台就拉多少线的目标。
电路交换：电话之间的通信是利用的电路交换的方式来进行的，他是有三个步骤的
一、建立连接 二、通信 三、释放连接
分组交换：电路交换用于打电话是很不错的信息交换方式，但用于计算机之间的数
据传输就缺少了效率，所以就出现了分组交换。分组交换是将较长的数据报分组成
较短且固定长度的数据段，并且给它们加上首部（目标地址与源地址）通过首部自
行选择不同的路径来进行数据的传输到达目的地，这样传输数据的速率就大大地提
升了
计算机网络构成：计算机网络由边缘部分和核心部分组成，边缘部分指的是连接网
络的计算机（主机）核心部分指的是与计算机相连的网络和网络与网络之间相连的
路由器部分。
计算机的体系结构
计算机网络体系结构：由分层的每一层和每一层的网络协议构成。
分层：由于计算机网络是非常复杂的，所以才使用了分层的方式来对计算机网络进
行处理的。所谓的分层是将复杂的问题分成若干个小问题来进行处理。分层处理是
具备优点和缺点的。优点有各层是独立的、灵活性好、结构上可分割开、易于实现
与维护、能促进标准化工作。缺点有降低效率、有些功能可能会在各层重复出现因
而产生了额外的开销。虽有缺点但为了完成这复杂的体系结构，分层是必不可少的
网络协议：用来规定计算机网络进行数据交换的规则，也可以说是一门计算机语言
就像人类交流的语言一样具有语法、语义和同步。早期的网络协议有OSI，它是一
项七层的网络协议。它的理论性非常强，但由于它过于复杂，实用性不强，所以是
不被市场所认可的。然而被市场认可广泛使用的是美国推出的TCP/IP体系结构，
根据两种协议的体系结构的优点最终总结出了五层协议的国际化体系结构，这五层
协议由高到低分为应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。
物理层：计算机网络连接的物理媒体或者物理接口，列如光缆、光纤等等
数据链路层：数据链路是由物理线路和控制数据传输的通信协议构成，数据链路层
的数据传输信道有两类，一类是点对点信道，一类是广播信道。点对点信道是通过
MAC地址进行一对一连接传输数据的，广播信道是一对多的方式进行判断传输数
据的。数据链路层的基本工作有三个。一、封装成帧 二、透明传输 三、差错控制
先将从网络层传过来的IP数据报封装成帧，再通过透明的方式进行传输，在传输
的过程中进行差错检查、出错的数据就丢弃掉。
MAC地址：MAC地址又称为物理地址或者网卡地址，这个地址在全世界是唯一的
我们是通过这唯一的地址来进行主机与主机之间连接通信的。
信号的连接方式又分为串行和并行两种方式
如下图网卡（适配器）与局域网通信连接图
网络层：网络层的工作是将运输层传过来的数据封装成带有IP地址的IP数据报再传送给下一层数据链路层
IP地址：IP地址是由网络号和主机号构成的二级地址，后来还加多了个子网掩码
地址解析协议ARP：从网络层的IP地址解析出数据链路层的硬件地址，意思是即使
没有目标的MAC地址也可以通过目标所在的IP地址解析获得。同一个网络上，两台主机
间的连接MAC地址是可以直接通过地址解析协议ARP解析获得。但两台主机的连接不是
在同一个网络上的话就要先通过相邻路由器的MAC地址连接路由器从而连接上另一个网
络再使用地址解析协议ARP进行目标MAC地址的解析。
计算机之间数据传输过程如下图