计算机网络 基础学习笔记(细碎知识点1) 夜车星繁的博客

对计算机网络开始慢慢的有了些粗略的认识,不再像之前眼花缭乱。

地址:

通信传输中,发送端和接收端可以被视为通信主体。它们都能由一个所源 “地址”的信息加以标识出来。当人们使用电话时,电话号码就相当于“地址当人们选择写信时,通信地址加上姓名就相当于“地址”。

现实生活当中的“地址”比较容易理解,然而在计算机通信当中,这种地址的概念显得要复杂一些。因为在实际的网络通信当中,每一层的协议所使用的地址都不尽相同。

地址具有唯一性,一个地址必须明确的表示一个主体对象,在同一个通信网络中不允许有两个相同地址的通信主体存在。

地址的层次性:


当地址总数并不是很多的情况下,有了唯一地址就可以定位相互通信的主体。
然而,当地址的总数越来越多时,如何高效地从中找出通信的目标地址将成为一个重要的问题。为此人们发现地址除了具有唯一性还需要具有层次性。其实,在使用电话和信件通信的过程当中,早已有了地址分层这种概念。例如,电话号码包含国家区号和国内区号,通信地址包含国名、省名、市名和区名等。正是有了这种层次分类才能更加快速地定位某一个地址。

MAC地址(物理层中,将数据0,1 转化为电压和脉冲光传输给物理的传输介质,而相互直连的设备之间使用地址实现传输。这种地址被称为MAC地址,也称为物理地址或硬件地址)和IP地址在标识同一个通信主体时虽然都具有唯一性,但它们之中只有IP地址具有层次性。

MAC地址由设备的制造厂商针对每块网卡"进行分别指定,人们可以通过制造商识别号、制造商内部产品编号以及产品通用编号确保MAC地址的唯一性,然而,人们无法确定哪家厂商的哪个网卡被用到了哪个地方。

虽然MAC地址中的制造商识别号、产品编号以及通用编号等信息在某种程度上也具有一定的层次性,但是对于寻找地址并没有起到任何作用,所以不能算作有层次的地址。正因如此,虽然MAC地址是真正负责最终通信的地址,但是在实际寻址过程中, IP地址部必不可少。

那么IP地址又是怎样实现分层的呢?一方面, IP地址由网络号和主机号两部分组成。即使通信主体的IP地址不同,若主机号不同,网络号相同,说明它们处于同一个网段。通常,同处一个网段的主机也都属于同一个部门或集团组织。另一方面,网络号相同的主机在组织结构、提供商类型和地域分布上都比较集中,也为IP寻址带来了极大的方便。这也是为什么说IP地址具有层次性的原因。

网络的构成要素:

通信媒介与数据链路:

计算机网络是指计算机与计算机相连而组成的网络。那么现实当中计算机之间又是怎样连接的呢?
计算机之间通过电缆相互连接。电缆可以分为很多种,包括双绞线电缆、光纤电缆、同轴电缆、串行电缆等。根据数据链路”的不同选用的电缆类型也不尽相同。而媒介本身也可以被划分为电波、微波等不同类型的电磁波。

传输速率与吞吐量:

在数据传输的过程中,两个设备之间数据流动的物理速度称为传输速率。单位为bps ( Bits Per Second,每秒比特数)。从严格意义上讲,各种传输媒介中信号的流动速度是恒定的。因此,即使数据链路的传输速率不相同,也不会出现传输的速度忽快忽慢的情况。传输速率高也不是指单位数据流动的速度有多快,而是指单位时间内传输的数据量有多少。
以我们生活中的道路交通为例,低速数据链路就如同车道较少无法让很多车同时通过的情况。与之相反,高速数据链路就相当于有多个车道,一次允许更多车辆行驶的道路。传输速率又称作带宽(Bandwidth)。
带宽越大网络传输能力就越强。
此外,主机之间实际的传输速率被称作吞吐量。其单位与带宽相同,都是bps (Bits Per Second)。吞吐量这个词不仅衡量带宽,同时也衡量主机的CPU处理能力、网络的拥堵程度等。

网卡:

任何一台计算机连接网络时,必须要使用网卡(全称为网络接口卡)。网乡接口卡(NIC) 有时也被叫做网络适配器、网卡、LAN卡。
最近,很多产品目录中都加入了“内置LAN端口”的参数,说明越来越多计算机在出厂设置中就具备了以太网(Ethernet) 1000BASE-T或100BASE-TX端口"。

中继器:

OSI模型中第一层——物理层面上延长网络的设备;由电缆传过来的波信号或光信号,经由中继器波形调整和放大再传给两一个电缆

一般情况下,中继器的两端连接的是相同的通信媒介,但有的中继器也可以完成不同媒介之间的转接工作。例如,可以在同轴电缆与光缆之间调整信号。然而,在这种情况下,中继器也只是单纯负责信号在0和1比特流之间的替换,并不负责判断数据是否有错误。同时,它只负责将电信号转换为光信号,因此不能在传输速度不同的媒介之间转发。
通过中继器而进行的网络延长,其距离也并非可以无限扩大。例如一个 10Mbps的以太网最多可以用4个中继器分段连接,而一个100Mbps的以太网则最多只能连两个中继器。
有些中继器可以提供多个端口服务。这种中继器被称作中继集线器或集线器。
因此,集线器”也可以看作是多口中继器,每个端口都可以成为一个中继器。

网关:

网关是OSI参考模型中负责将从传输层到应用层的数据进行转换和转发的设备。负责协议的转换与数据的转发。

它是处理传输层及以上的数据,但是网关不仅转发数据还负责对数据进行转换,它通常会使用一个表示层或应用层网关,在两个不能进行直接通信的协议之间进行翻译,最终实现两者之间的通信。
一个非常典型的例子就是互联网邮件与手机邮件之间的转换服务。手机邮件有时可能会与互联网邮件互不兼容,这是由于它们在表示层和应用层中的“电子邮件协议”互不相同所导致的。
那么,为什么连到互联网的电脑与手机之间能够互发电子邮件呢?互联网与手机之间设置了一道网关。网关负责读取完各种不同的协议后,对它们逐一进行合理的转换,再将相应的数据转发出去。这样一来即使应用的是不同电子邮件的协议,计算机与手机之间也能互相发送邮件。

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