计网的目的是通信,是为了连接端到端 所以我们首先要考虑——网怎么设计。
我们有两种网:1.分组交换 ;2.电路交换(电话)
在很久很久以前,你记不记着,有个“拨号连接”,有个叫做“猫”的东西??? 没错,就是那个,一上网就打不了座机的时代 此时,我们还是电路交换哟。
这样太蠢了!!! 如果我只是想上网看下小电影的简介,那我打开介绍小电影的网站,就暂时不会再通信了 所以,没必要一直给我连接着啊!
于是,我们用起了分组交换 分组交换还有两种方式:
1. 虚电路,如ATM(模拟电话线路);
2. 数据报,如因特网。
>为啥因特网不用虚电路? 肯定是因为,大多数时候,虚电路没必要啊,而且麻烦不好用啊。
>为啥虚电路没必要&不好用? 因为大多数时候,互联网没有实时要求啊,&他的面向连接浪费资源啊。
好嘞,现在我们知道了,因特网使用的是,数据报!我们先不管数据报是什么,我们先考虑下如何传输数据报。
图一. TCP/IP等协议在TCP/IP参考模型中的位置
图二. 不同的TCP/IP和其他的协议在最初OSI模型中的位置
图三. TCP/IP参考模型
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我们的因特网,肯定是基于物理电路的, 因此,我们需要一个,将数据转化为物理信号的层,于是,物理层诞生啦。
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有了处理物理信号的物理层,可我们还得知道,信号发给谁啊?你肯定知道,每个主机都有一个,全球唯一的MAC地址吧,所以,我们可以用MAC地址来寻址啊。恭喜你,链路层诞生啦。
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别急,你知道MAC地址,是扁平化的吧?也就是说,MAC地址的空间分布,是无规律的!!! 如果你有十万台主机,要通过MAC地址来寻址,无F**K可说, 不管你设计什么样的算法,数据量都太大了!!! 所以,我们需要IP地址啊 <PS,IP里的有趣的东西太多啦,所以我补充在了最后> 有了IP地址,恭喜你,网络层诞生啦!
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然而,一台主机不能只和一台服务器通信啊, 毕竟下小电影,也要同时货比三家啊!那如何实现并行通信呢? 嘿嘿,我们有端口号啊。
再基于不同需求: 有人想要连得快,不介意数据丢失,比如你的小电影,则使用UDP;有人必须要数据可靠,比如发一个电子邮件,则使用TCP。于是产生了UDP&TCP 恭喜你,传输层诞生啦!
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别急,你知道的吧,不同应用,有不同的传输需求,比如,请求网页,发送邮件,P2P... 而且,还有DHCP服务器啊!为了方便开发者,我们就对这些常用需求,进行了封装。恭喜你,应用层诞生啦!应用层一般是面向用户的服务,如FTP(本科在宿舍用WIN7电脑下载薛老师提供的资源)、TELNET(前段时间在根据一个个人博客用此很窗口连谷歌)、DNS、SMTP、POP3。
至此,自底向上,讲述了计网。 待我考完试,我可以写一部,计算机网络·从下向顶方法 (斜眼笑)
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<细节补充> >来我们思考先一个问题:如果有四台电脑,要互相能通信,咋办?
>每一台电脑都和另外三台连起来? 那我要是再来十台电脑,你在电脑上给我再加十个接口?
>那,把他们连接到一个小盒子上,让小盒子帮着通信? 哎这个可以有啊,那如果我有一万台电脑,一个小盒子能够用?
>嘿嘿,那让每一个小盒子连一百台,然后把一百台小盒子再连给一个小盒子。
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我们可以用“电话线,宽带,和光纤”,把电脑接给小盒子,它们被称作“接入网” 而ISP就像小盒子,帮你在网络里做通信 而ISP的分层,无非就是,终端太多了,没办法不分层
好了,现在你已经明白了网络的层次化。
你肯定是知道, 为了在辣么多计算机里,找到目标,我们采用了,有规律的IP地址。而路由器,又叫分组交换机,就是帮我们在公网里,做IP寻址的。
最初,IP地址是IPv4。首先,IP地址是分成了五类(ABCDE)。
奈何不够用啊,于是,我们是使用了子网划分!然鹅,手动分配子网IP,会死人的! 于是,DHCP来了(斜眼笑)
md还是不好用啊,于是,诞生了
无分类编址(即无类别域间路由,CIDR, Classless Inter-DomainRouting)。奈何,还是不够用啊!于是,网络地址转换(NAT, Network Address Translation)出现啦,于是专用网的IP不再占用公网IP。
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>首先,啥是专用网啊?
1. 局域网,比如,公用一个路由器的宿舍啊,家啊,实验室啊!
2. 部分广域网,比如军队、铁路、交通、电力、河南省司法系统等部门,拥有自己专用的通信网和计算机网。然鹅,这些网络不对内部外的用户开放。这些网络覆盖的地理范围很广,因此,这些专用网都是广域网。
保密性质的广域网,通信要扯到VPN,宝宝没学到这里,先埋个坑。
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来我们先谈谈局域网内的通信: 如果哈,我们是一个大局域网,比如我们公司有一百台电脑, 首先,路由器没一百个接口让我插! 其次,如果我不想和公网通信,那我就没必要用路由器! 所以,链路交换机来了!!!
链路交换机是基于MAC寻址的,因为局域网没大到必须用IP寻址的地步啊!但更准确的说话,链路交换机采用了,跨越链路层和网络层边界(OSI模型第二层到第三层)的协议——ARP。毕竟,ARP要做一个IP(网络层)到MAC(链路层)的映射。
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>你问我,为啥地址解析协议(ARP, Address Resulotion Protocol)要做IP到MAC的映射?因为,你在应用层和传输层里,目的地址都写的是IP,不把IP转化为MAC,咋寻址啊?
>你问我,局域网为啥不用路由器,为啥要用链路交换机?交换机功能少,接口多,比路由器划算啊!
>那,局域网和公网怎么通信呢? 所以,NAT来了啊!!!
分组交换机,也就是路由器,用自己的公网IP,帮你们局域网里的人们,给公网发信息 然后把接受到的信息,再转发给,那个找他帮忙的人 这就是NAT技术啊混蛋!!!
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这时一群人说,NAT bulabula不好,我们要拒绝NAT,使用IPv6。那么就牵扯到了IPv4和IPv6间的通信(双栈||隧道)。
还有啊,IP地址太丑啦,用户根本记不住于是乎,域名千呼万唤始出来,顺便带出来了DNS服务器。
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哎,好多有趣的还没讲完,像什么路由算法啊,校验方式啊,寻找DNS服务器和网关地址啊 网络的网络,因吹斯汀~