计算机网络基础

什么是计算机网络？

计算机网络 是让多台计算机（或其他设备）通过某种连接方式相互通信、传递信息的系统。

想象成几台计算机通过“电子邮局”互相发送和接收邮件，比如电子邮件、文件、网页等。

图表1：网络基本概念图

+---------------------------------------------------+
|                       计算机网络基础               |
+---------------------------------------------------+
|                                                   |
| 设备（Devices）                                   |
|   - 计算机、手机、打印机                          |
|                                                   |
| 网络协议（Protocols）                             |
|   - TCP/IP、HTTP                                  |
|                                                   |
| IP 地址（IP Address）                             |
|   - 例如：192.168.1.1                             |
|                                                   |
| 路由器（Router）                                  |
|   - 指引数据流动的“交通警察”                      |
|                                                   |
| 交换机（Switch）                                  |
|   - 连接局域网中的设备                            |
|                                                   |
| 数据包（Data Packets）                            |
|   - 数据被分割为小块来传输                         |
|                                                   |
| 域名与 DNS（Domain Name System）                  |
|   - 将域名转换为 IP 地址                          |
|                                                   |
| 带宽与延迟                                        |
|   - 带宽：数据传输能力                             |
|   - 延迟：数据传输时间                             |
+---------------------------------------------------+

图表2：简单网络结构示意图

+--------------------+         +--------------------+
|     计算机A        |   ----   |      交换机        |
+--------------------+  /      +--------------------+
                                       \
+--------------------+         +--------------------+
|     计算机B        |   ----   |      路由器        |
+--------------------+  \      +---------------------+
                             /              \
+--------------------+    /                   \ 
|     手机           |---                     ----互联网
+--------------------+

• 计算机A和计算机B：这代表两台计算机或设备，它们要参与网络通信。可以想象这是你的家中或办公室中的两台台式机或者笔记本电脑。

• 手机：这是另一种设备类型，同样也需要连接到网络。现代环境中，手机通常通过无线（Wi-Fi）连接到网络。

• 交换机（Switch）：交换机是一个连接局域网（LAN）中设备的装置。它帮助这些设备之间传输数据。交换机可以理解为局域网中的“集线器”，用于在网络中的多台设备间进行高效的数据交换。

• 路由器（Router）：路由器连接不同的网络（如你的本地网络和互联网），在示例中，它负责将局域网内的设备连接到更广的互联网。你可以把路由器想象成连接你所在网络和外部世界的“关卡”或“网关”。路由器通常还包含无线接入点，因此你的手机可以连接 Wi-Fi。

• 互联网：这是全球性的大型网络，路由器通过网络提供商（ISP）连接到互联网，这样你就可以访问来自世界各地的在线资源。

图表3：网络类型图

+---------------------------------------------------+
|                      网络类型                     |
+---------------------------------------------------+
|    局域网（LAN）                                   |
|     - 家庭或办公室内的小型网络                      |
|                                                   |
|    广域网（WAN）                                   |
|     - 连接城市或国家，互联网是最大的广域网           |
|                                                   |
|    无线网络（Wi-Fi）                               |
|     - 通过无线电波连接设备，无需电缆                 |
+---------------------------------------------------+

二层网络跟三层网络是什么意思？

二层网络（Layer 2 Network）

想象它像一座城市的街道网络：

• 街道和房子：在二层网络中，你可以把它想象成街道和房子。每个房子（计算机或设备）都有一个明确的街道地址（MAC 地址），就像每个房子都有一个门牌号。

• 靠近彼此：二层网络中的设备靠得非常近，它们直接通过“街道”（二层设备，如交换机）连接起来。

• 数据交流：当一个设备想给另一个设备发送信息，它只需要知道对方的“门牌号”（MAC 地址）。只要信息沿着正确的街道走，就能直接送达到目标。

• 设备连接方式：通常在这种网络中使用的是交换机，它们通过 MAC 地址来决定数据应该走哪条“街道”到达最终目的地。

三层网络（Layer 3 Network）

想象它像城市之间的高速公路系统：

• 公路和城市：三层网络更像是连接不同城市的高速公路系统，每个城市分区域（子网），有自己独特的邮政编码（IP 地址）。

• 跨城通信：当你要从一个城市到达另一个城市，你需要“导航”（路由器）来确保你走在正确的高速公路上，最终到达目的地。

• 需要更复杂的地址：因为需要穿过不同的城市（子网），发送数据时需要知道更详细的地址（IP 地址），不像二层只需要知道街道和门牌号（MAC 地址）。

• 使用路由器：在三层网络中，路由器负责在不同的“城市”（子网）之间发送数据，并确保通过正确的路线到达目的地。

总结

• 二层网络就像是一座城市内部，设备彼此之间直连，只需要知道对方的“门牌号”（MAC 地址）；

• 三层网络则连接了多座城市，需要更复杂的“导航”（路由），通过IP地址和路由器来沟通，能够跨越更广的地域。

二层更适合局域的小范围环境，而三层则可以帮助不同的局部网络（如公司和其分支机构）相互通信。