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概述

计算机网络是由多个计算机和其他设备通过通信链路连接而成的系统。它们可以共享资源、信息和服务。计算机网络的主要类型包括:

类型

类型描述
局域网 (LAN)覆盖小地理区域,如家庭、学校或办公室。主要用于连接少量设备,通常具有高数据传输速率。
广域网 (WAN)覆盖较大的地理区域,通常连接多个局域网。例如,互联网就是一个全球性的广域网。
城域网 (MAN)覆盖城市或大区域,通常用于连接多个局域网。例如,城市中的大学校园网络。
个人区域网 (PAN)覆盖非常小的区域,通常用于个人设备之间的连接。例如,蓝牙设备之间的连接。
无线局域网 (WLAN)使用无线技术连接设备,通常用于局域网。例如,Wi-Fi网络。
虚拟专用网 (VPN)通过公共网络(如互联网)创建安全的私人网络连接,主要用于远程访问和安全通信。

网络模型

网络模型是描述网络通信过程的框架,主要有两种模型:

  1. OSI模型:开放系统互联模型,将网络通信分为七个层次,每一层的描述如下:

    • 物理层:负责传输原始比特流,定义了电气、机械和功能特性,确保数据在物理媒介上的传输。
    • 数据链路层:提供节点间的可靠传输,负责数据帧的封装、传输和错误检测。
    • 网络层:负责数据包的寻址和路由,确保数据从源到目的地的传输。
    • 传输层:提供端到端的通信,确保数据的完整性和顺序,支持可靠和不可靠的传输。
    • 会话层:管理会话和连接,负责建立、维护和终止会话。
    • 表示层:处理数据格式、加密和解密,确保数据在不同系统间的可读性。
    • 应用层:为用户提供网络服务,支持应用程序的通信。
  2. TCP/IP模型:更简化的四层模型:

    • 网络接口层:对应于OSI的物理层和数据链路层。
    • 互联网层:对应于OSI的网络层。
    • 传输层:对应于OSI的传输层。
    • 应用层:对应于OSI的会话层、表示层和应用层。

网络协议

网络协议是计算机之间通信的规则和标准。它们确保数据能够在不同设备和网络之间正确传输。常见的网络协议包括:

  • TCP/IP(传输控制协议/互联网协议):这是互联网的基础协议,负责数据的分段、传输和重组。
  • HTTP(超文本传输协议):用于在Web上传输网页和其他资源。
  • FTP(文件传输协议):用于在网络上进行文件传输。
  • SMTP(简单邮件传输协议):用于发送电子邮件。
  • DNS(域名系统):将域名转换为IP地址,使用户能够通过易记的名称访问网站。

协议与模型对应表

层次协议描述
物理层Ethernet用于局域网的标准协议,定义了电气和物理连接。
USB用于连接计算机和外部设备的标准接口。
DSL通过电话线提供高速互联网接入。
数据链路层PPP(点对点协议)用于直接连接两个节点的协议,常用于拨号连接。
Ethernet在局域网中传输数据的协议,使用MAC地址进行数据帧的传输。
Frame Relay用于广域网的协议,提供高效的数据传输。
网络层IP(互联网协议)负责数据包的寻址和路由。
ICMP(互联网控制消息协议)用于发送错误消息和操作信息。
ARP(地址解析协议)将IP地址映射到物理地址(MAC地址)。
传输层TCP(传输控制协议)提供可靠的、面向连接的数据传输,确保数据完整性。
UDP(用户数据报协议)提供无连接的、不可靠的数据传输,适用于实时应用。
会话层NetBIOS用于局域网中的计算机间通信的协议。
RPC(远程过程调用)允许程序在不同计算机上执行过程。
表示层SSL/TLS(安全套接层/传输层安全协议)用于加密数据以确保安全传输。
JPEG、GIF(图像格式)用于图像数据的编码和解码。
应用层HTTP用于在Web上传输超文本和资源的协议。
FTP用于在网络上进行文件传输的协议。
SMTP用于发送电子邮件的协议。
DNS将域名转换为IP地址,使用户能够通过易记的名称访问网站。