• 【网络】 概论笔记


      *去年暑假实习完之后暂时回校一段时间,发现我对于网络和网络架设的知识十分欠缺。就买了一本思科网络技术教程基础知识来看,以下内容就是来自那本书的笔记

     ■  在非网络通信的场合中(比如打电话,写信等等),通信协议可能包括

      标识发送方与接收方

      双方一致同意的通信方式

      通用语法和语言

      合适的,共同约定的传递速度和时间

      证实与确认要求

      总的来说,通信协议就是一种通信双方共同规划好的通信规则,其目的是为了让通信信息能够更加准确,快速的进行传递。一般意义上的通信协议当然也可以类比到网络通信中来。

    ■  几个网络术语

      TSP:电信服务提供商

      ISP:网络服务提供商

      LAN:局域网

      WAN:广域网,通过介质连接起不同的局域网的抽象网络。相比于Internet网,广域网是一个更广义的概念,比如一个公司在两地有两个局域网,在向TSP租借一条专线就可以搭成一个WAN,WAN通常没有终端用户。

      

    ■  网络传输的层级模型和PDU(协议数据单元)

      网络通信的本质是编制好的信号在介质中的传输。但是单单是解决传输可行性问题还远远不够。比如,我的信息有多长,要传给谁,用什么语法格式等等都是需要在传输过程中进行控制的。网络发展的先辈们为了有效地利用网络进行信息的传递,建立了网络传输的层级模型。通过这个模型我们可以看到网络传输过程中究竟进行了哪些控制以及这些控制各自的作用是什么。

      层级模型主要有两种,一种是OSI七层模型,另一种TCP/IP四层模型。两者不是独立的,前者包含了后者的内容而后者是前者的一个简化版本。

      七层模型包括了如下内容:

      四层模型则主要强调了应用层,传输层,网络层,物理层四层的作用,将其他三层并入了这四层进行考虑。

      我的粗浅的理解是这样的,当用户要传输一定信息的时候,用户输入的肯定是纯的信息,之后网络传输过程中传输的真正的东西普通用户是不必要知道的。用户从主机A输入信息后,信息首先进入应用层,应用层的程序为这些信息加上一些该层的修饰然后进入表示层……以此类推,每一层的程序都为即将传输的数据信息添加一些修饰,这些修饰的作用就是之前提到的对信息传输的一些控制了。当信息最终到达物理层(此时要传输的东西的内容也已经不止最开始用户输入的纯信息了,而是多出来很多各层添加的控制信息),转化为物理信号进行传输了。传输到主机B之后,信息再按照物理层到应用层的顺序,各层程序依次解析得到的信息。在解析过程中可能会识别出该信息本机不需要或者不允许接受,控制的意义就体现在这里。当信息突破重重难关,经过最后一层应用层的解析,终于显示在了主机B上。而主机B的用户就可以看到这些信息了,对于这个用户而言他也不知道他的机子中从物理层到应用层的各个解析过程。

      总的来看,主机A的用户输入信息,经过网络传输后主机B的用户看到了一模一样的信息,看起来似乎网络传输就这么轻而易举地传递了信息。但是实际上,中间还有这么多步骤,对普通用户来说是黑箱状态的。

      在建立起对网络传输的基本映像之后,我们还要知道在网络传输中,数据并不是一股脑地传递的。所有数据都是被分成一个个小部分传输的,这样做的好处在于可以提升容错(万一哪一个包丢了不至于整个数据都丢了等等)等。正如上面所说,当一个小部分被传入一个特定的层时,这个层会对这个小部分进行处理,添加一些信息。这些信息统称PDU(协议数据单元),加完一个层的PDU之后人民对这个小部分叫法也变化以明确它已经加过了某个层的PDU,对于一个TCP/IP模型的传输过程而言,其传输过程大概是这样的:

      1. 用户编写完一封邮件(源数据),点击发送。此时程序先把数据内容转入应用层

      2. 应用层完成对数据的处理(源数据 -> 数据)。应用层通常是指定了该用什么应用程序(或者说是应用层协议)来处理得到的数据。比如主机同时在接收HTML和FTP以及其他协议的数据,当收到一部分数据时我可以通过应用层解析出来的信息得知,我该把这段信息放到哪个应用程序去处理。应用层处理完成后转入传输层处理。

      3. 传输层处理完成(数据 -> 数据段),加上传输层PDU后当前小部分被称为一个数据段。通常传输层的PDU为数据增加了目的进程号和源进程号,目的端口号等等信息,应该说是体现了网络传输中端口和端口之间的通信。像TCP,UDP这种传输层协议协调的就是如何把数据整合到传输层中来。数据段被转入网络层进行处理。

      3. 网络层处理完成(数据段 -> 数据包),加上网络层PDU后的小部分被称为一个数据包。网络层的PDU为数据增加的信息是跟目的和源的逻辑地址(IP地址)相关的。数据包被转入链路层处理

      4. 链路层处理完成,在四层模型中链路层也被并入了物理层。(数据包 -> 帧)数据包转化成了一个帧,链路层加上的PDU中包含了如目的和源的物理地址(MAC地址)等一些信息。然后帧就被转入物理层处理

      5. 物理层根据帧的内容,编制出物理信号,将帧变成一个个比特位进行物理传输

      之后的笔记便是从高到低依次解释了各个层中具体的工作和一些层协议的实例。

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