計算機網絡總體概念的了解梳理與總結

• 計算機網絡的總體概念模型（大到小）
• 從主機間通信了解
• 資料的傳輸
• • 資料中轉裝置及相關概念
  • • 這裡插兩個點（都是之前産生過的疑問，可以選擇略過）
    • 資料的具體傳輸方式
• 個人了解以及知識記錄
• 參考文獻

特别說明：

本篇文章的重點在于計算機網絡中資料的具體傳輸

若所述有錯，請狠狠的評論糾正我！

計算機網絡的總體概念模型（大到小）

首先建立一個計算機網絡的總體概念模型，以便于後續的了解。

整個計算機網絡，是一台台機器（主要為伺服器，主機）通過一根根線連接配接起來的。

但是并不是每台機器都互相連接配接，那樣不可能做到。那怎樣做到互聯呢？是通過網絡的嵌套連接配接實作的。

由大往小來想，整個網際網路的裡面，不是一個個主機，而是一個個小一号的網絡連接配接構成；每一個小一号的網絡又由更小一号的網絡連接配接而成；一層層下去，某一号的網絡裡就不再是網絡了，而是一個個主機，這些主機的連接配接構成了“機關網絡”也就是一個區域網路。網，不就是一個一個節點連接配接起來織成的嘛。

要注意的是，這些區域網路内的主機也不是全都互相連着電線，一般是連接配接到同一個機器上（交換機或者路由器），通過這個機器連接配接在一起。這個連接配接的思路還是從電話線的連接配接借鑒的，想了解的可以去了解下以前電話是怎麼能互通的。

我簡單畫了個示意圖，示意一下~

而實作這種網絡構架就需要一個能使各種計算機在世界範圍内互聯成網的标準架構，經過不斷的改進，TCO/IP體系結構得到了認可，并獲得了廣泛應用；是以，了解計算機網絡就要了解這種網絡的标準架構，而這個架構是由各種協定搭建起來的。這裡我用五層協定的體系結構來進行了解。

關于幾種協定的體系結構這裡不多說，不明白可以先自行簡單了解學習一下

五層協定體系結構簡介

從主機間通信了解

結合下圖來說，

兩個主機交換資料，最根本上還是主機裡的應用程式，程序需要資料，是以實質上是程序們在“溝通”。

每層都要相應的協定，對要傳輸的資料進行“包裝”；至于分多個層次的原因，主要是為了便于資料的傳輸與實際應用的實作。

這樣的設計下，每層隻需要做每層的事情就可以了，各司其職，通過同樣的協定限制規範，最終把資料封裝好通過實體線路傳輸到另一台主機；又經過多層的“拆糖紙”，最終把A要送給B的糖送到B的手裡，由此實作了通信。

在主機間資料的傳輸過程中，如果通信雙方不再在同一區域網路裡，那麼就需要經過一個或者多個網絡才能從一方傳到另一方。

圖來自《計算機網絡(第七版)謝希仁著》

相信現在對網絡和主機的關系有點了解了，那麼問題又來了。這個資料的傳輸過程又是怎麼實作的呢？？

資料的傳輸

資料中轉裝置及相關概念

介紹兩個中間裝置（資料的中轉站），一個是交換機，一個是路由器。

交換機：

根據MAC位址表尋址，而表中隻含有與它相連的裝置的MAC位址；

交換機的功能是實作區域網路内的資料傳輸；

其工作在鍊路層（也就是它在處理的資料是鍊路層協定規定的模樣）。

路由器：

根據路由表裡的IP位址尋址，資料傳輸的下一站可能是路由器，交換機或者主機；

路由器的功能是實作區域網路之間，也就是區域網路與外網的通信；

其工作在網絡層（也就是它在處理的資料是網絡層協定規定的模樣）。

下面看個圖例，就比較直覺了

圖檔來源于作者：tvxqpurpleline，文章《路由器與交換機的差別與聯系》

由圖可以看到主機A發送資料到B所走的路線。

其中，每個路由器之下構成一個區域網路，區域網路又可能有一個或者多個交換機在進行區域網路内資料的交換。

這裡插兩個點（都是之前産生過的疑問，可以選擇略過）

第一個：能不能讓路由器替換掉交換機？

個人目前結論：可以，但是不好。因為交換機是通過MAC位址找到接收者，而路由器是通過虛拟的IP位址找，兩者比較而言，交換機的速度是比路由器的快的；在區域網路内，主機數量不會很龐大，明顯是用交換機好；對于整個網絡來說，交換機和路由器的有機結合可以讓網絡更快。

第二個：路由模式與NAT模式的差別

NAT模式：NAT（Network Address Translation，網絡位址轉換）；在區域網路内配置設定本地IP，對外隻有路由器一個IP，也就是說外界是不可以直接通路區域網路内某主機IP的。

路由模式：隻是作為中間站，找到資料傳輸的下一站，外界是可以直接通路主機IP的。

資料的具體傳輸方式

好了，我們繼續說資料在網絡中的傳輸。

結合前面所說的計算機網絡實作需要用到的五層協定體系結構來說

先看圖

總的來說，兩個裝置實作通信時，應用程式發送資料，資料往下傳遞，按照各層協定的要求不斷封裝，最後由實體層實作真實的資料傳送過程。

在資料“走出”自己的裝置後，經過了交換機看是不是“自己人”（區域網路内的裝置），如果不是，那就去别的網找，是以發給了路由器，路由器根據其IP位址轉發給别的裝置，經過可能長可能短的一段路後，資料就發送到了接收方手中。

在此還要說明一點，這個舉例隻是網際網路中資料傳輸的一種情況，隻是為了便于了解，還有其他N種傳輸路徑的存在。

個人了解以及知識記錄

1. IP，使大量異構的網絡形成一個虛拟的”統一“網絡。交換機和路由器織成了一張張“網”，又通過路由器把這些網連了起來；很多的網都難以直接相連，更多的使間接相連。路由器的設計，讓整個網“活”了起來，有了脈搏，雖然它還要缺陷。
2. 根據我目前的了解，網段，使由路由器來劃分的，有的可能多個交換機才能組成一個網段。
3. 橋接，在鍊路層實作；NAT在網絡層實作。
4. VMware的三種網絡配置，在了解了實際網絡中的基本的資料傳輸以及NAT和橋接的概念之後，自然就懂那三種網絡配置是怎麼回事了
5. 網關的概念

   

參考文獻

1. 《計算機網絡(第七版)謝希仁著》
2. https://www.cnblogs.com/tvxqpurpleline/p/12118536.html
3. 百度百科