网络基础概念
网络发展
独立模式：计算机之间相互独立
在早期，计算机是独立的。为了合作，A 完成部分工作后，需将存储数据交给 B，B 再交给 C。这种方式效率较低。
网络互联：多台计算机连接在一起，完成数据共享
为解决上述问题，将多台电脑连接到服务器上。A 完成后将数据上传至服务器，B 直接从服务器获取数据，无需人工传递。这就是网络互联。
局域网 LAN：计算机数量更多，通过交换机和路由器连接
随着计算机数量增加，为更好地联系，出现了交换机连接设备。
广域网 WAN：将远隔千里的计算机都连在一起
当局域网增多后，它们互相链接形成广域网。
所谓'局域网'和'广域网'只是相对的概念。例如某些特定区域的广域网也可以看作较大的局域网。
发明网络的意义在于更好的协作。计算机是人的工具，人要协同工作，网络的产生是必然的。
初识协议
协议是为了节约资源而产生的约定。例如，通过电话响铃次数传达不同含义（一声要钱、两声平安、三声急事），既传达了意思也节约了成本。
计算机之间的传输媒介是光信号和电信号，通过频率和强弱来表示 0 和 1。要想传递不同的信息，需要约定好双方的数据格式。
仅两台主机约定协议是不够的，还需要统一通信语言。如果一方用频率表示 01，另一方用强弱表示 01，即使遵守规则也无法通信。因此，完善的协议需要更细致的规定并由参与者共同遵守。
由于计算机生产商、操作系统和网络硬件设备众多，需要有公认的组织制定共同标准，这就是网络协议。
常见的标准制定组织包括：
- 国际标准化组织：如 IEEE（电气和电子工程师协会）、ISO（国际标准化组织）、ITU（国际电信联盟）。
- 区域标准化组织：如 ETSI（欧洲电信标准学会）、ASTAP（亚洲与泛太平洋电信标准化协会）。
- 公司：部分公司自研软件协议栈，如泰凌微等。
- 民间国际团体：如 IETF（互联网工程任务组）。
- 官方机构：如 FCC（联邦通信委员会）。
协议分层
协议本质也是软件，设计为层状结构以实现模块化和解耦合。分层的好处包括降低维护成本。
以打电话为例，用户层只需关注通话，底层设备遵守通信协议即可。PC 微信和手机微信能互通是因为都遵守同一套协议。
实际的网络通信协议设计更为复杂，需要分更多的层。
OSI 七层模型
OSI（Open System Interconnection）七层网络模型是一个逻辑上的定义和规范。
- 将网络从逻辑上分为 7 层，每层有对应的物理设备（如路由器、交换机）。
- 是一种框架性设计方法，帮助不同类型的主机实现数据传输。
- 最大优点是将服务、接口和协议明确区分，概念清晰。
- 但过于复杂且不实用，工程实践中通常采用 TCP/IP 模型。
TCP/IP 五层（或四层）模型
TCP/IP 是一组协议的代名词，采用 5 层层级结构，每层调用下一层提供的网络来完成需求。
- 物理层：负责光/电信号的传递方式（如网线、光纤、WiFi）。集线器（Hub）工作在物理层。
- 数据链路层：负责设备之间的数据帧传送和识别（如网卡驱动、冲突检测）。交换机（Switch）工作在数据链路层。
- 网络层：负责地址管理和路由选择（如 IP 地址、路由表）。路由器（Router）工作在网络层。
- 传输层：负责两台主机之间的数据传输（如 TCP 协议，确保可靠传输）。
- 应用层：负责应用程序间沟通（如 SMTP、FTP、Telnet）。网络编程主要针对应用层。
物理层考虑较少，很多时候直接称为 TCP/IP 四层模型。
- 对于一台主机，操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容。
- 对于一台路由器，它实现了从网络层到物理层。
