計算機網絡到底講了些什麼

小智：大鵬哥，我最近看了下計算機網絡，把書上的內容都過了一遍，但是感受仍是串不起來，不知道計算機網絡到底講了些什麼內容，也不知道重點在哪裏，你能不能給我梳理梳理呀！

計算機爲何要聯網

大鵬：行，那我們就從「計算機網絡」這五個字提及，計算機網絡，顧名思義，就是由計算機組成的網絡，那計算機組成網絡要幹什麼呢？咱們知道，不聯網的計算機只能單兵做戰，只能玩單機遊戲，只能簡單的處理文檔，而經過聯網，計算機能夠玩網遊，能夠看電影，能夠聊QQ，總之，計算機聯網以後功能大大擴展。那回到剛剛計算機要組成網絡的問題，很顯然，計算機組網是爲了計算機能相互通訊，是爲了不信息孤島，可以將網絡中的信息傳播到各個地方。 計算機間的通訊跟人與人之間溝通對話很相似，人與人溝通對話使用語言，語言有不少種，可是每種語言都有本身的語義語法，就是語言得講究必定規則，這樣掌握同種語言的人對話，你們才能理解彼此話語的含義，那麼在計算機通訊中，咱們把這種通訊的規則叫作網絡協議，像人類語言有不少種同樣，網絡協議也有不少種，用來適應不一樣場景的通訊。

網絡分層的好處

小智：嗯，這個我知道，我在書裏面是看到了各類各樣的網絡協議，書裏面還提到了網絡分層的事情呢，像什麼ISO七層模型，還有個什麼五層模型，不一樣層裏面還有不一樣協議，可我就是沒弄明白，網絡爲何要分層呢？

大鵬：你這個問題問得很好，其實說到網絡分層，我我的的理解，分層設計的好處是每一個層次只負責本身的那部分事情，一層套一層，本身那層的任務完成了就交給下一層處理，各司其職，每層都遵照本身的規則，配合起來完成網絡通訊的工做，不至於你們都攪在一塊兒，職責不明，看起來混亂。網絡通訊的這種分層模型從設計之初到如今，歷經幾十年也未曾變化，就和咱們前面談到馮諾依曼的計算機模型同樣，可見其偉大高明之處。

網絡層次劃分

小智：嗯嗯，你這麼說我就大概明白爲何要分這麼多層了，但是書上爲何又是說七層模型又是說五層模型呢，搞得我有點暈呢。

大鵬：網絡分層，ISO標準組織分層是分爲七層，而實際咱們都是按五層模型來講的，我工做這麼多年，也沒人跟我談七層模型了，也就是標準是標準，咱們理解仍是按五層來理解，由於按五層來劃分其實更合理，咱們也不用去糾結這個，咱們只要知道五層模型分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層。層次之間的關係看看下面這個圖。

 

小智：那我如今就很想知道每一個分層裏面包含哪些內容？每一層到底都要幹些什麼，你再給我講講唄。

大鵬：每一層裏面包含的內容主要有不一樣的網絡協議以及計算機的標識，計算機的標識就相似於人跟人對話，咱們得知道是誰跟誰對話，好比張三跟李四對話，那張三李四就是這個標識。

物理層

咱們先來看物理層，物理層其實咱們關注得很少，物理層主要是要解決通訊鏈路的問題，能夠這麼理解，咱們人說話也是要藉助媒介的，高中課程裏面咱們就知道，說話聲音是經過空氣傳播的，那計算機網絡協議也得承載在一個物理媒介中傳播，好比咱們能看到的網線、光纖以及計算機的網卡等等，物理媒介主要是決定了網絡通訊的速率，對於物理傳輸，工程實踐中關注得比較多，咱們只作瞭解便可。

數據鏈路層

物理層之上是數據鏈路層，計算機在數據鏈路層的標識咱們叫它mac地址，這個mac地址在咱們的電腦，網絡和共享中心上就能夠查看到，看看這個圖：

 

mac地址實際上是配在咱們電腦的網卡上的，每塊網卡都有一個mac地址，是網卡出廠時就配置好的。在數據鏈路層，跟mac地址相關的協議就是以太網協議，以太網協議簡單來講就是記錄兩臺計算機通訊的源mac地址和目的mac地址。

網絡層

數據鏈路層往上就是網絡層了，網絡層協議固然就要數大名鼎鼎的IP協議了，IP協議對應的計算機標識是IP地址，若是把mac地址和ip地址作一個對比的話，咱們能夠這麼簡單理解，有了mac地址，就至關於我們有了身份證，能夠在國內處處耍了，可是要出國耍，那我們還得再搞個IP地址，就至關於咱們出國得辦護照。讓咱們來看下咱們電腦的ip地址：

 

傳輸層

網絡層之上是傳輸層，前面講到數據鏈路層有mac地址，網絡層有IP地址，其實有了這兩種地址，網絡中的兩臺計算機已經能找到對方了，那咱們還要傳輸層作什麼呢？

實際上是這樣的，打開咱們的電腦，咱們能夠看到電腦系統上安裝有各類各樣的軟件，好比QQ、王者榮耀、騰訊視頻等等這些，兩臺電腦通訊，最終仍是兩臺電腦上的軟件通訊，要詳細的區分兩臺電腦究竟是哪些軟件相互通訊，就要用到傳輸層了，傳輸層有一個重要的概念叫作端口，簡單理解，端口其實就是用來區分各個軟件的，另外，傳輸層涉及到的兩個大名鼎鼎的協議就是tcp協議和udp協議，這兩個協議各有所長，可是都有端口的概念包含在其中。

應用層

最上一層就是應用層了，應用層面向的是最終的用戶了，離咱們最近，也最好理解，那麼應用層要解決什麼問題呢？

應用層要解決的其實就是咱們在使用各類軟件時須要遵照的規則，好比咱們打開瀏覽器瀏覽新聞，好比咱們發送郵件，好比咱們傳輸文件，好比咱們遠程登陸一臺服務器，這些都與應用層協議有關，因爲咱們使用電腦的功能場景很是多，因此應用層協議的種類很是多，變化也很是快，有你們公知耳熟能詳的http、ftp等等協議，也有大廠家好比鵝廠的QICQ等協議，這也再次印證了計算機網絡分層的好處，像網絡層傳輸層這些底層層次保持長久不變，而應用層隨着網絡應用的豐富，能夠支持擴展，知足實際應用場景的需求。

關於兩臺電腦在五層通訊的模型，咱們看看下面這張圖：

學習計算機網絡的重點

小智： 大鵬哥，你這樣一講，我思路就清晰了不少，那你再跟我說說，我學計算機網絡，到底該重點學些啥？

大鵬： 這個問題從我大學畢業到如今參加工做十年，其實我也一直在思考回想，一本計算機網絡教材那麼多內容，都是我要掌握的嗎？ 爲何教材要整那麼多內容，還寫的晦澀難懂呢？ 其實過了這麼久，我也終於想明白了，計算機網絡做爲一個計算機學科分支，從寫教材的人來講，實際上是站在一個學術角度，須要完整展示計算機網絡知識體系的角度去寫的，那麼對於咱們讀者受衆來講，哪些纔是咱們須要重點掌握的呢？

這個問題其實仍是要看咱們之後的職業規劃，若是咱們是奔着作計算機學術研究的，那咱們的知識層面必須全面一些，對於物理層包括信息編碼、傳輸介質這些知識也都必須得掌握；

若是咱們是有志從事網絡工程工做的，好比作網絡設備，路由器交換機防火牆這些，那咱們的網絡知識就得全面一些，各個網絡層次的協議也都得知道；

若是咱們只是一個互聯網IT行業的碼農，其實咱們重點要掌握的是ip/TCP協議，咱們得知道如何寫代碼經過tcp或者udp協議與對端通訊，知道如何作通訊的性能調優等等。

小智：嗯嗯，明白了，我以爲我想作第二種人，因此我要好好學習各個層次的網絡協議了。

大鵬：興趣是最好的老師，只要你感興趣，什麼都好說。今天呢，其實也只是跟你一塊兒理清了一下思路，後面咱們要學習的內容還有不少不少，關於今天所講的內容，我用下面這張腦圖梳理一下，看這個腦圖會清晰不少，下次咱們再講講網絡各個層次之間是如何配合工做的。

 

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