最近學習了一下計算機網絡的基礎知識，對計算機通信的最基本模型和協議有了最初步瞭解。因爲沒有涉及具體的細節，所以過程還算友好，畢竟計算機網絡並沒有脫離計算機結構的基礎：軟硬結合！
學習中遇見了如下幾個關鍵知識點：
1、網絡的分類
2、OSI
3、TCP/UDP
4、IP
5、子網掩碼
6、網關、路由器，網橋、交換機，中繼器、集線器的區分
7、網絡安全
一、計算機網絡的分類：
和研究其他對象集合的方法類似，人們根據不同的標準對計算機網絡進行了不同的歸類。歸類並沒有優劣，只是採用了不同的視角觀測同一個對象。不同標準的側重點不同，因而每一種合理的標準，都可以在某些方面表現出自己更好的低耦合性，不做過多論述。
計算機網絡常用的兩種分類標準：網絡覆蓋的地域範圍和網絡的拓樸結構。
根據網絡的覆蓋範圍由小到大可以將網絡劃分爲：局域網、城域網、廣域網和Internet。其中局域網主要實例是我們的校園和企事業單位，地理跨度比較小的網絡集合；城域網的主要事例是城市等大中型網絡；廣域網一般是以國家爲單位；而Internet就是全球範圍了。
計算機網絡的拓撲結構主要有：總線型拓撲、星型拓撲、環型拓撲、樹型拓撲和混合型拓撲。
二、OSI七層模型
首先聲明OSI七層模型是一種邏輯分層，將計算機網絡實現信息通訊的過程從邏輯自下而上劃分爲：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層七個層次。
分層的意義在於將通訊的過程劃分爲不同層次，併爲每一層制定獨立的標準和協議，極大的方便了網絡的設計、故障分析和管理。層內獨立運行、層與層之間通過標準接口互聯通訊，不能跨層通訊，相鄰的上層只能爲相鄰的下層發送指令，相鄰的下層只能爲相鄰的上層提供服務。另外，實現通訊的兩臺主機只有在物理層實現真正的物理通訊，其他層都是邏輯上的一一對應。
物理層：傳遞信息的物理媒體，包括雙絞線、同軸電纜、中繼器、集線器等。物理層的任務就是爲它的上一層提供一個物理連接，以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。如規定使用電纜和接頭的類型、傳送信號的電壓等。物理層中傳輸信息的單位是bit比特。
數據鏈路層：實現信息傳輸中的物理尋址功能，承接網絡層和物理層。主要設備是交換機和網卡。交換機是一種基於MAC地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，並把其存放在內部地址表中，通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址，另外還實現數據校驗，錯誤處理。數據鏈路層中傳輸信息的單位是幀。
網絡層：實現信息傳輸中的邏輯尋址功能，主要設備是路由器。路由器使用專門的軟件協議從邏輯上對整個網絡進行劃分。例如，一臺支持IP協議的路由器可以把網絡劃分成多個子網段，只有指向特殊IP地址的網絡流量纔可以通過路由器。對於每一個接收到的數據包，路由器都會重新計算其校驗值，並寫入新的物理地址。路由器的主要工作就是爲經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑，並將該數據有效地傳送到目的站點。選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。爲了完成這項工作，在路由器中保存着各種傳輸路徑的相關數據－－路徑表，供路由選擇時使用。路徑表中保存着子網的標誌信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。網絡層傳輸信息的單位是報文。
傳輸層：負責數據的傳輸和控制，提供端到端的交換數據的機制。傳輸層對會話層等高三層提供可靠的傳輸服務,對網絡層提供可靠的目的地站點信息。發送方節點的傳輸層將數據分割成較小的數據片，同時對每一數據片安排一序列號，以便數據到達接收方節點的傳輸層時，能以正確的順序重組。傳輸層傳輸信息的單位是TPDU。
會話層：負責在網絡中的兩節點之間建立、維持和終止通信。 會話層的功能包括：建立通信鏈接，保持會話過程通信鏈接的暢通，同步兩個節點之間的對話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發送。
表示層：負責網絡信息和用戶信息的加密解密和翻譯工作。將按照網絡能理解的方案進行格式化；這種格式化也因所使用網絡的類型不同而不同。表示層管理數據的解密與加密，信息進行解碼和編碼。
應用層：用戶進行網絡通訊的接口，具體的應用實例。
三、TCP/UDP
TCP:面向連接的傳輸協議--打電話。
在正式收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。一個TCP連接必須要經過三次“握手”才能建立起來。我們來看看這三次 對話的簡單過程：<1.>主機A向主機B發出連接請求數據包；<2.>主機B向主機A發送同意連接和要求同步的數據包；<3.>主機A再 發出一個數據包確認主機B的要求同步。三次“握手”的目的是使數據包的發送和接收同步，經過三次“握手”之後，主機A才 向主機B正式發送數據。
UDP：面向非連接的傳輸協議—發短信。
UDP是一個無連接協議，傳輸數據之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時，就簡單地去抓取來自應用程序的數據，並儘可能快地把它扔到網絡上。在發送端，UDP傳送數據的速度僅僅是受應用程序生成數據的速度、計算機的能力和傳輸帶寬的限制；在接收端，UDP把每個消息段放在隊列中，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。UDP使用盡最大努力支付，不保證可靠交付。
TCP與UDP的比較：
1，TCP協議面向連接，UDP協議面向非連接
2，TCP協議傳輸速度慢，UDP協議傳輸速度快
3，TCP協議保證數據順序，UDP協議不保證
4，TCP協議保證數據正確性，UDP協議可能丟包
5， TCP協議對系統資源要求多，UDP協議要求少
四、IP：用以標誌網絡中某主機的邏輯地址—主機的門牌。
IPV4由4個字節即32位二進制位表示，包括網絡標誌和主機標誌，根據劃分標準的不同可分爲A/BC/D/E五大類。
IP地址是IP網絡中數據傳輸的依據，它標識了IP網絡中的一個連接，一臺主機可以有多個IP地址。IP分組中的IP地址在網絡傳輸中是保持不變的。網絡地址的唯一性與網絡內主機地址的唯一性確保了IP地址的全球唯一性。IP地址分爲五類，A類保留給政府機構，B類分配給中等規模的公司，C類分配給任何需要的人，D類用於組播，E類用於實驗，各類可容納的地址數目不同。
五、子網掩碼：IP地址的人性化接口，減少IP浪費。
子網掩碼用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網以及哪些位標識的是主機的位掩碼。子網掩 碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主 機地址兩部分。可以把大的網絡劃分成子網，也可以把小的網絡歸併成大的網絡。左邊是網絡位，用二進制數字“1”表示，1的數目等於網絡位的長度；右邊是主機位，用二進制數字“0”表示，0的數目等於主機位的長度。這樣做的目的是爲了讓掩碼與IP地址做AND運算時用0遮住原主機數，而不改變原網絡段數字，而且很容易通過0的位數確定子網的主機數2的主機位數次方-2。主機號全爲1時表示該網絡廣播地址，全爲0時表示該網絡的網絡號。使用子網可以提高網絡應用的效率。
六、網關、路由器，網橋、交換機，中繼器、集線器：
1、中繼器和集線器：
共同點：放大信號
不同點：中繼器：一對一；集線器：一對多；
2、網橋和交換機：
共同點：工作在數據鏈路層的介質訪問控制子層上，用於多個使用同一種通訊協議的網段中傳送數據包的設備。
不同點：網橋是一個概念，並不是一個實體。路由器，交換機都可以做網橋，只起到一個橋接的作用；交換機是一個具體的網絡數據交換設備，是實實在在的實體物。
3、網關和路由器：
網關只是一個邏輯概念,路由器是一個看的見摸的着的物理設備.但是路由器可以作爲網關來使用，網關實質上是一個網絡通向其他網絡的IP地址；路由器是一個設備,可以做網關使用。它是一種連接多個網絡或網段的網絡設備，它能將不同網絡或網段之間的數據信息進行“翻譯”以使它們能夠相互“讀”懂對方的數據，從而構成一個更大的網絡。
七、網絡安全：初來咋到，水平有限，歡迎糾錯。