互联网的简述

一、网络的分类

什么是计算机网络？

硬件方面：通过线缆将网络设备和计算机连接起来。软件方面：操作系统、应用程序、协议，应用程序通过通信线路互连，实现资源共享、消息传递。维基百科对计算机网络的定义如下图：

维基百科对“计算机网络”的定义

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什么是互联网协议？

互联网协议以后还会专门概述，这里先做简单的了解。简单来说，就是规范标准。比如说两个人只有按照标准的普通话说话，双方才能听得懂，其他人也能听得懂，否则无法进行沟通。所以互联网进行数据传输的时候，首先定义的就是网络协议，后面会涉及到OSI七层模型以及TCP/CP五层模型。百度百科对网络协议的定义如下:

百度百科对“协议”的定义

协议由语法、语义、同步三要素组成。语法：数据与控制信息的结构或格式；语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；时序（同步）：事件实现顺序的详细说明。

制定协议标准的机构主要有四个，分别是ISO、ANSI、ITU-T、IEEE。首先是ISO（国际标准化组织）主要定义互联网标准；ANSI（美国国家标准学会）；ITU-T（国际电信联盟-电信标准部）；IEEE（电气和电子工程师学会）主要定义局域网标准，比如常常听到的IEEE 802.11定义的就是无线传输标准，有802.11n、802.11ac等这些。

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lan网、wan网与wlan网？

局域网（lan）：指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。范围一般在1km左右，能实现文件共享、扫描仪共享、工作组等功能，应用在办公室、企业内部以及校园网等里面。

外网（wan）：是连接不同地区局域网计算机通信的远程网。通常跨很大的物理范围，常见的应用如Internet。

无线局域网（wlan）：使用无线电波作为数据传输的媒介，从而组成的局域网，就叫wlan。传送距离一般只有几十米。严格意义来说，属于lan的一种。

lan与wan的关系如下图：

两者之间的关系

一些局域网标准：

标准

二、交换机、路由器与防火墙

交换机：交换机的核心功能用来数据包交换。如果把这个设备放在局域网上，可以用来数据包交换。换言之，同一个网段进行数据包的交换，才能进行数据通信。当然，这里面涉及到OSI的第二层，即数据链路层，一般我们称“二层交换机”。

路由器：核心是用来跨网段的数据通信，即数据包的互相转换。路由分软路由与硬路由，软路由主要靠软件的设置，达成路由器的功能，换言之，大部分情况下你是可以刷固件的。所谓硬路由，就是以特定的硬件设备，包括处理器、电源供应、嵌入式软件，提供设定的路由器功能，换言之，系统是固化在里面，大部分情况下你不能刷机。

防火墙：分硬件与软件。硬件的防火墙是一个单独的硬件设备，功能多、价格昂贵、效率高是它的特点。软件防火墙，比如Centos7里用的firewall，优点是价格便宜，缺点是效率较低（相比硬件防火墙）

三、网络拓扑

什么叫网络拓扑？

网络设备连接的具体物理线路结构，换句话说，即用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。网络拓扑结构有很多种，比如星型结构、环型结构、总线结构等。

首先是古老的总线结构，所有的电脑连接在一根总线上，这根总线不是现在的双绞线，而是同轴电缆，也就是闭路电视使用的那个。结点之间按广播方式通信，一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。

优点：布线简单，易于扩充

缺点：节点不宜过多，有限制。

环形结构，也叫令牌环。环形结构首先需要考虑如果第一台电脑发送数据，其他电脑是不能发送数据的。因为这样，网络中有一个专门的帧称为“令牌”，类似话语权一样，谁拿到这个“令牌”谁就能“说话”发送数据，然后一个一个往下传。这种结构有一个重大的问题，因为是闭环的嘛！所以呢其中的一台电脑没开机或者故障了，整个线路全部崩溃，换言之，闭环中任何一个节点都不能出现问题。

优点：结构简单，传输延迟确定

缺点：任意结点出现故障都会造成网络瘫痪

星型结构，以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。具体的实现方式是利用HUB或者交换机作为网络的中央节点，网络中的每一台计算机都通过网卡连接到中央节点，计算机之间通过中央节点进行信息交换，各节点呈星状分布而得名。

优点：结构简单、容易实现、便于管理与维护

缺点：对中心结点要求较高，中心结点出现故障会导致全部网络的瘫痪。

早期，星型网络也有问题。什么问题？比如说一台计算机要发送数据，我这个人要“说话”，其他计算机也在“说话”，网络就有问题。怎么办呢？当时利用的技术是载波监听，发送数据包之前，先监听局域网其他电脑有没有“说话”，没有我就发送数据。当然也有可能两台计算机同时“说话”，冲突就来了，怎么解决？分割冲突域。所谓冲突域，在同一个网络上两个比特同时进行传输则会产生的冲突，域代表了冲突在其中发生并传播的区域。早期hub就无法解决冲突域，现在我们用设备是交换机。交换机的特点就是每一个网口都是一个单独的冲突域，换言之，连接在交换机上的每一台电脑，不管你是两台电脑或者多台电脑同时发送数据，都没有问题。

什么是广播域？接收同样广播消息节点的集合就叫广播域。通常来说一个局域网就是一个广播域，可能这个局域网有相同网段的，也有不同网段的。默认情况下交换机所有端口都在同一个广播域内，而每一个端口就是一个冲突域。所以普通的交换机能分割冲突域，但是不能划分广播域。而路由器与3层交换机是可以划分广播域。

冲突域是基于OSI的第一层----物理层，而广播域是基于osi的第二层----链路层。

网型结构，简单来说就是将多个子网或者局域网连接起来的网络，就叫网型拓扑结构。