计算机网络是什么？
利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。
主要的网络有哪些？
1.局域网
局域网自然就是局部地区形成的一个区域网络，其特点就是分布地区范围有限，可大可小，大到一栋建筑楼 与相邻建筑之间的连接，小到可以是办公室之间的联系。局域网自身相对其他网络传输速度更快，性能更稳定，框架简易，并且是封闭性，这也是很多机构选择的原因所在。局域网自身的组成大体由计算机设备、网络连接设备、网络传输介质3大部分构成，其中，计算机设备又包括服务器与工作站，网络连接设备则包含了网卡、集线器、交换机，网络传输介质简单来说就是网线，由同轴电缆、双绞线及光缆3大原件构成。
2.城域网
城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。属宽带局域网。由于采用具有有源交换元件的局域网技术，网中传输时延较小，它的传输媒介主要采用光缆，传输速率在100兆比特/秒以上。
3.广域网
又称广域网、外网、公网。是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。广域网并不等同于互联网。
计算机网络发展史
1、诞生阶段，20世纪60年代中期之前的第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。端是一台计算机的外部设备包括显示器和键盘,无CPU和内存。随着远程终端的增多,在主机前增加了前端机。当时,人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统”,但这样的通信系统已具备了网络的雏形。
2、ARPANET，多个主机通过通信线路互联起来。60年代初。当时，美国国防部为了保证美国本土防卫力量和海外防御武装在受到前苏联第一次核打击以后仍然具有一定的生存和反击能力，认为有必要设计出一种分散的指挥系统；它由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后，其它点仍能正常工作，并且在这些点之间能够绕过那些已被摧毁的指挥点而继续保持联系。为了对这一构思进行验证，1969年，美国国防部国防高级研究计划署(DOD／DARPA)资助建立了一个名为ARPANET(即"阿帕网")的网络，将多个大学的计算机主机联接起来，位于各个结点的大型计算机采用分组交换技术，通过专门的通信交换机和专门的通信线路相互连接。E-mail、FTP和Telnet在ARPANET上已经诞生。
3、开放性的标准化体系结构，OSI诞生。ARPANET兴起后,计算机网络发展迅猛,各大计算机公司相继推出自己的网络体系结构及实现这些结构的软硬件产品。由于没有统一的标准,不同厂商的产品之间互联很困难,人们 迫切需要一种开放性的标准化实用网络环境,这样应运而生了两种国际通用的最重要的体系结构, 为了实现网络设备间的互相通讯，ISO和IEEE（电气和电子工程师协会，是世界上最大的非营利性专业技术学会，其会员人数超过40万人，遍布160多个国家。IEEE致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发和研究）相继提出了OSI参考模型及其TCP/IP模型。由于TCP/IP尽早地制定了可行性较强的协议，提出了应对技术快速革新的协议，并及时进行后期改良的方案，因此打败了OSI模型，成为了事实上的标准。
4、Internet互联网，20世纪90年代至今的第四代计算机网络, 1993年是因特网发展过程中非常重要的一年，在这一年中因特网完成了到目前为止所有最重要的技术创新，WWW（万维网）和浏览器的应用使因特网上有了一个令人耳目一新的平台：人们在因特网上所看到的内容不仅只是文字，而且有了图片、声音和动画，、甚至还有了电影。因特网演变成了一个文字、图像、声音、动画、影片等多种媒体交相辉映的新世界，更以前所未有的速度席卷了全世界。出现光纤及高速网络技术,多媒体网络,智能网络,整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统,发展为以Internet为代表的互联网。随着全球范围内以Internet为代表的信息基础设施的建立和发展，促进了信息产业和知识经济的诞生和迅猛发展，标志着人类已进入信息时代，计算机网络的普及与应用正向全人类展开其新的一页，也诞生了很多巨大的互联网公司。
计算机网络体系结构
开放系统互连参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。其目的是为异种计算机互连提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。这里所说的开放系统，实质上指的是遵循OSI参考模型和相关协议能够实现互连的具有各种应用目的的计算机系统。
OSI模型
应用层（为应用层序提供服务）
表示层 （数据格式转化 数据加密）
会话层 （建立、管理和维护会话）
传输层 （建立管理维护端对端的连接）
网络层 （IP选址及路由选择）
链路层 （提供介质访问和链路管路）
物理层 （物理传输）
TCP/IP模型
应用层对应osi(应用层 表示层 会话层)
传输层对应传输层
网络层对应网络层
链路层对应链路层和物理层
各层的关系？
每个抽象层建立在低一层提供的服务之上，并且为高一层提供服务。
两层模型的结构如图所示
TCP/IP协议族
Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。协议采用了4层的层级结构。然而在很多情况下，它是利用 IP 进行通信时所必须用到的协议群的统称。
网络传输中的数据
包是全能性术语
帧是用于表示数据链路层中包的单位
片是ip数据中的单位
段表示tcp数据流的信息
消息是指应用协议中数据的单位
网络数据传输的流程
每个分层中，都会对所发送的数据附加一个首部，在这个首部中包含了该层必要的信息，如发送的目标地址以及协议相关信息。通常，为协议提供的信息为包首部，所要发送的内容为数据。在下一层的角度看，从上一层收到的包全部都被认为是本层的数据。
网络中传输的数据包由两部分组成：一部分是协议所要用到的首部，另一部分是上一层传过来的数据。首部的结构由协议的具体规范详细定义。在数据包的首部，明确标明了协议应该如何读取数据。反过来说，看到首部，也就能够了解该协议必要的信息以及所要处理的数据。
用户从客户端发送一条消息，在传输层添加tcp包首部，然后到网络层添加ip包首部，再经过链路层添加以太网包首部，通过物理层传输至另一端。此时另一端的流程是通过物理层接收一条数据 ，在数据链路层解析以太网包首部，然后到网络层解析ip首部，再到传输层解析tcp包首部，最后把一条消息传输给应用层，具体流程如图所示。
① 应用程序处理
首先应用程序会进行编码处理，这些编码相当于 OSI 的表示层功能；
编码转化后，邮件不一定马上被发送出去，这种何时建立通信连接何时发送数据的管理功能，相当于 OSI 的会话层功能。
② TCP 模块的处理
TCP 根据应用的指示，负责建立连接、发送数据以及断开连接。TCP 提供将应用层发来的数据顺利发送至对端的可靠传输。为了实现这一功能，需要在应用层数据的前端附加一个 TCP 首部。
③ IP 模块的处理
IP 将 TCP 传过来的 TCP 首部和 TCP 数据合起来当做自己的数据，并在 TCP 首部的前端加上自己的 IP 首部。IP 包生成后，参考路由控制表决定接受此 IP 包的路由或主机。
④ 网络接口（以太网驱动）的处理
从 IP 传过来的 IP 包对于以太网来说就是数据。给这些数据附加上以太网首部并进行发送处理，生成的以太网数据包将通过物理层传输给接收端。
⑤ 网络接口（以太网驱动）的处理
主机收到以太网包后，首先从以太网包首部找到 MAC 地址判断是否为发送给自己的包，若不是则丢弃数据。
如果是发送给自己的包，则从以太网包首部中的类型确定数据类型，再传给相应的模块，如 IP、ARP 等。这里的例子则是 IP 。
⑥ IP 模块的处理
IP 模块接收到 数据后也做类似的处理。从包首部中判断此 IP 地址是否与自己的 IP 地址匹配，如果匹配则根据首部的协议类型将数据发送给对应的模块，如 TCP、UDP。这里的例子则是 TCP。
另外吗，对于有路由器的情况，接收端地址往往不是自己的地址，此时，需要借助路由控制表，在调查应该送往的主机或路由器之后再进行转发数据。
⑦ TCP 模块的处理
在 TCP 模块中，首先会计算一下校验和，判断数据是否被破坏。然后检查是否在按照序号接收数据。最后检查端口号，确定具体的应用程序。数据被完整地接收以后，会传给由端口号识别的应用程序。
⑧ 应用程序的处理
接收端应用程序会直接接收发送端发送的数据。通过解析数据，展示相应的内容。
TCP/IP协议族
TCP面向连接的可靠的协议
UDP面向无连接的通讯协议
IP在源地址和目的地地址之间传送的数据包
ICMP控制报文协议
IGMP internet组管理协议
ARP 地址解析协议
RARP反向地址转化协议
http协议处于应用层 tcp/ udp处于传输层 ICMP IGMP IP 处于网络层 ARP RARP处于链路层
在上述表格中，网际协议IP是TCP/IP中非常重要的协议。负责对数据加上IP地址（有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址））和其他的数据以确定传输的目标。
而TCP和UDP都是传输层的协议，传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。
但是TCP和UDP最不同的地方是，TCP提供了一种可靠的数据传输服务，TCP是面向连接的，也就是说，利用TCP通信的两台主机首先要经历一个建立连接的过程，等到连接建立后才开始传输数据，而且传输过程中采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，发送完成后还会关闭连接。所以TCP要比UDP可靠的多。
UDP（User Datagram Protocol的简称， 中文名是用户数据报协议）是把数据直接发出去，而不管对方是不是在接收，也不管对方是否能接收的了，也不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象，实际应用中要求程序员编程验证。
注意：
我们一些常见的网络应用基本上都是基于TCP和UDP的，这两个协议又会使用网络层的IP协议。但是我们完全可以绕过传输层的TCP和UDP，直接使用IP，比如Linux中LVS，甚至直接访问链路层，比如tcpdump程序就是直接和链路层进行通信的。
网络通信中的地址和端口号
我们常听说 MAC 地址和 IP 地址。
MAC地址全称叫做媒体访问控制地址，也称为局域网地址（LAN Address），MAC位址，以太网地址（Ethernet Address）或物理地址（Physical Address），由网络设备制造商生产时写在硬件内部。MAC地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件（如网卡、集线器、路由器等）接入到网络的何处，都有相同的MAC地址，它由厂商写在网卡的BIOS里，从理论上讲，除非盗来硬件（网卡），否则是没有办法冒名顶替的。
MAC地址共48位（6个字节）。前24位由IEEE（电气和电子工程师协会）决定如何分配，后24位由实际生产该网络设备的厂商自行制定。例如：FF:FF:FF:FF:FF:FF或FF-FF-FF-FF-FF-FF
IP地址（Internet Protocol Address）的全称叫作互联网协议地址，它的本义是为互联网上的每一个网络和每一台主机配置一个唯一的逻辑地址，用来与物理地址作区分。
所以IP 地址用来识别 TCP/IP 网络中互连的主机和路由器。IP地址基于逻辑，比较灵活，不受硬件限制，也容易记忆。
IP地址分为：IPv4和IPv6。我们这里着重讲的是IPv4地址，IP地址是由32位的二进制数组成，它们通常被分为4个“8位二进制数”，我们可以把它理解为4个字节，格式表示为：（A.B.C.D）。其中，A，B，C，D这四个英文字母表示为0-255的十进制的整数。例：192.168.1.1
Tips：IP地址和MAC地址之间的区别
1、对于网络中的一些设备，路由器或者是PC及而言，IP地址的设计是出于拓扑设计出来的，只要在不重复IP地址的情况下，它是可以随意更改的；而MAC地址是根据生产厂商烧录好的，它一般不能改动的，一般来说，当一台PC机的网卡坏了之后，更换了网卡之后MAC地址就会变了。
2、在前面的介绍里面，它们最明显的区别就是长度不同，IP地址的长度为32位，而MAC地址为48位。
3、它们的寻址协议层不同。IP地址应用于OSI模型的网络层，而MAC地址应用在OSI模型的数据链路层。 数据链路层协议可以使数据从一个节点传递到相同链路的另一个节点上（通过MAC地址），而网络层协议使数据可以从一个网络传递到另一个网络上（ARP根据目的IP地址，找到中间节点的MAC地址，通过中间节点传送，从而最终到达目的网络）。
4、分配依据不同。IP地址的分配是基于我们自身定义的网络拓扑，MAC地址的分配是基于制造商。
