『 懶人10分鐘—Linux學習篇（四）』基礎網絡概念

• 2019 年 10 月 8 日
• 筆記

計算機網絡組成

硬件組成：

Node節點：一般的PC（如筆記本電腦、台式機等）、Linux服務器、ADSL調製解調器、網絡打印機都可以作為節點。節點是具有網絡地址（即IP）的設備。

服務器（Server）：就網絡聯機而言，提供數據「響應」給用戶的主機，可以稱為一台服務器。我們常見的服務器有Web服務器、文件服務器等，像百度、淘寶、新浪這樣的網站背後，都是由許許多多的服務器來作支撐進行服務的。

工作站（Station）或客戶端（Client）：任何可以在計算機網絡輸入的設備都可以是工作站，若以聯機發起的方向來說，主動發起聯機去要求數據的，可稱為客戶端。

網絡卡（NIC）：內建或者外插在主機上面的一個設備，主要提供網絡聯機的卡片，目前常見的是使用具有RJ-45接頭的以太網絡卡。一般的節點Node都具有一個或以上的網絡卡，使其具備網絡聯機的功能。

網絡接口：利用軟件設計出來的網絡接口，主要在提供網絡地址（IP）的任務。一張網卡至少可以搭配一個以上的網絡接口。而每個主機內部都擁有一個內部的網絡接口（loopback循環測試接口）。

網絡形態或拓撲（Topology）：各個節點在網絡上面的鏈接方式，一般說的是物理鏈接方式。如上圖顯示的，就是一種被稱為星形連接的方式，通過一個中間連接設備，以放射狀的方式連接各個節點，即一種拓撲。

網關（Route）或通訊閘（Gateway）：具有兩個以上的網絡接口，可以連接兩個以上不同網段的設備，如IP分享器就是一個常見的網關設備。

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網絡區域

由於各個節點的距離不同，聯機的線材與方式會有所差異，由於線材的差異也會導致網絡速度的不同，使其擁有不同的網絡應用方向。早期我們習慣將網絡的大小範圍定義為局域網和廣域網。

局域網絡（LAN）

Local Area Network，簡稱LAN。節點之間的傳輸距離較近（如學校教師、辦公區、網吧等）。通過使用較為昂貴的聯機材料（如光纖），其作用是使得網絡速度較快，聯機質量優良可靠，可應用於分佈式系統、雲計算集群、科學運算等領域。

廣域網（WAN）

Wide Area Network，簡稱WAN。傳輸距離較遠（如城市間、國際間）。聯機媒體較為便宜，適用於遠程傳輸。線材質量較差，多應用於Email、FTP、WWW等功能領域。

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網絡協議

Node節點之間是如何進行通信的？我們了解了網絡基本硬件的組成與網絡連接區域，在整個網絡進行連接通信，是一個相當複雜的過程，包括硬件、軟件數據封包與應用程序的互相鏈接等等。因此，在互聯網的發展中，制定了一套標準通訊協議（OSI）。

OSI，Open System Interconnection。按照功能不同，分工不同，人為地分為了七層。劃分為：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。

應用層

與其它計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序就需要實現OSI的第7層。示例：TELNET，HTTP，FTP，NFS，SMTP等。

表示層

這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASCII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASCII格式，發送方將把文本從發送方的字符集轉換成標準的ASCII後發送數據。在接收方將標準的ASCII轉換成接收方計算機的字符集。示例：加密，ASCII等。

會話層

它定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向消息的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。

傳輸層

這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。

網絡層

這層對端到端的包傳輸進行定義，它定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網絡層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP，IPX等。

數據鏈路層

它定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的各種介質有關。示例：ATM，FDDI等。

物理層

OSI的物理層規範是有關傳輸介質的特性，這些規範通常也參考了其他組織制定的標準。連接頭、幀、幀的使用、電流、編碼及光調製等都屬於各種物理層規範中的內容。物理層常用多個規範完成對所有細節的定義。示例：Rj45，802.3等。

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TCP/IP

首先必須明確一點，TCP/IP不是一個協議，而是一個協議族的統稱，TCP/IP Protocol Suite，或稱TCP/IP Protocols。TCP/IP提供點對點的鏈接機制，將數據應該如何封裝、定址、傳輸、路由以及在目的地如何接收，都加以標準化。它將軟件通信過程抽象化為四個抽象層，採取協議堆棧的方式，分別實現出不同通信協議。協議族下的各種協議，依其功能不同，被分別歸屬到這四個層次結構之中，常被視為是簡化的七層OSI模型。

TCP/IP 將應用層、表示層、會話層三層整合成一個應用層，其餘不變。在應用層上面可以實作的程序協議有 HTTP, SMTP, DNS 等等。傳送層則沒有變，不過依據傳送的可靠性又將封包格式分為連接導向的TCP及非連接導向的UDP封包格式。網絡層也沒有變，主要內容是提供了IP封包，並可選擇最佳路由來到達目標 IP 地址。數據鏈結層與物理層則整合成為一個鏈結層，包括定義硬件訊號、訊框轉位串的編碼等等，因此主要與硬件(不論是區網還是廣域網)有關。

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小結

再寫就有人跟我反應10分鐘看不完了！

O(∩_∩)O 哈哈~

思考：TCP/IP 是如何運作的呢？

下回見分曉，歡迎持續關注~