详细介绍：Linux--初识网络

网络基础概念

计算机网络背景

网络发展
独立模式: 计算机之间相互独立;
网络互联: 多台计算机连接在一起, 完成数据共享;
局域网 LAN: 计算机数量更多了, 通过交换机和路由器连接在一起;
广域网 WAN: 将远隔千里的计算机都连在一起;
所谓 “局域网” 和 “广域网” 只是一个相对的概念. 比如, 我们有 “天朝特色” 的广域网, 也
可以看做一个比较大的局域网.

协议

• 计算机是人的工具，人要协同工作，注定了网络的产生是必然的. 初识协议
• “协议” 是一种约定. • 打电话约定电话铃响的次数的约定
计算机之间的传输媒介是光信号和电信号. 凭借 “频率” 和 “强弱” 来表示 0 和 1 这样的
通过信息. 要想传递各种不同的信息, 就需要约定好双方的数据格式. 思考: 只要通信的两台主机, 约定好协议就能够了么?
你用频率表示 01，我用强弱表示 01，就好比我用中国话，你就是• 定好协议，但
用葡萄牙语一样，虽然大家可能遵守的一套通信规则，但语言不同，即是订好了
基本的协议，也是无法正常通信的
所以，完善的协议，需要更多更细致的规定，并让参与的人都要遵守。
• 计算机生产厂商有很多; • 计算机操作系统, 也有很多;

• 计算机网络硬件设备, 还是有很多; • 如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够相互顺畅的通信? 就需要有人站出
来, 约定一个共同的标准, 大家都来遵守, 这就是 网络协议; 一般具有定制协议或者标准的资格的组织或者公司都必须是业界公认或者具有江湖地
位的组织或者公司，下面是文心一言生成的标准制定组织，大家看一下就可以
问：能定制协议标准的组织或者公司
答：能定制协议标准的组织或公司主要有以下几类：

1. 国际标准化组织：
   ￮ IEEE（电气和电子工程师协会）：这是一个由计算机和工程领域专家组成
   的庞大技术组织，在通信协议领域贡献突出。IEEE 制定了全世界电子、电气和计
   算机科学领域 30%左右的标准，包括 IEEE 802 系列标准，这些标准涵盖了从局
   域网（LAN）到广域网（WAN）等多种网络技术。
   由多个国家的标准化团体组成的国际组就是￮ ISO（国际标准化组织）：ISO
   织，它在开放系统互连（OSI）模型方面的工作尤为著名。OSI 模型定义了网络通
   信的七层协议结构，尽管在实际应用中，TCP/IP 协议族更为普遍，但 OSI 模型仍
   然在学术和理论研究中占有核心地位。
   ￮ ITU（国际电信联盟）：ITU 是联合国下属的专门机构，负责制定电信领域
   的国际标准。ITU-T 制定的标准涵盖了电话和网络通信，与 ISO 合作确保了通信
   技术的全球兼容性和互操作性。
2. 区域标准化组织：
   ￮ ETSI（欧洲电信标准学会）：由欧洲共同体各国政府资助，是一个由电信
   行业的厂商与研究机构参加并从事研究开发到标准制定的组织。
   ￮ ASTAP（亚洲与泛太平洋电信标准化协会）：1998 年由日本与韩国发起成
   立的标准化组织，旨在加强亚洲与太平洋地区各国信息通信基础设施及其相互连
   接的标准化工作的协作。
3. 公司：
   ￮ 某些公司，如泰凌微，也自研各种标准的软件协议栈，包括低功耗蓝牙、
   zigbee、thread 及 Matter 等，并可进行定制化改动，这是其核心竞争力之一。泰
   凌微还计划重点发展智能电子价签、智能遥控、智能家居等市场。
4. 民间国际团体：
   ￮ IETF（互联网工程师任务组）：这是一个负责开发和推广互联网协议（特别
   是构成 TCP/IP 协议族的协议）的志愿组织，通过 RFC 发布新的或者取代老的协
   议标准。
5. 官方机构：
   ￮ FCC（联邦通信委员会）：美国对通信技术的管理的官方机构，主要职责是
   通过对无线电、电视和有线通信的管理来保护公众利益。也对包括标准化在内的
   通信产品技术特性进行审查和监督。
   以上这些组织或公司都能在一定程度上定制协议标准，以满足特定需求或推动技术发
   展。协议分层
   被设计成为就是• 协议本质也是软件，在设计上为了更好的进行模块化，解耦合，也
   层状结构的

软件分层的好处

• 在这个例子中, 我们的"协议"只有两层:语言层、通信设备层。
• 但是实际的网络通信协议，设计的会更加复杂, 需要分更多的层
能理解，分层许可实现解耦合，让软件维护的就是• 只是通过上面的简单例子，我们
成本更低
OSI 七层模型
• OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放
式系统互联参考模型，是一个逻辑上的定义和规范; • 把网络从逻辑上分为了 7 层. 每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由
器，交换机; • OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型
的主机构建数据传输; • 它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，
理论也比较完整. 经过七个层次化的结构模型使不同的体系不同的网络之间实现可
靠的通讯; • 但, 它既麻烦又不实用; 所以我们按照 TCP/IP 四层模型来讲解.

• 其实在网络角度，OSI 定的协议 7 层模型其实非常完善，但是在实际操作的过程
中，会话层、表示层是不可能接入到操作系统中的，所以在工程实践中，最终落地的
是 5 层协议。
• 但是要理解上面的话，需要大家学习完网络才可以理解，这里就知道就允许。
TCP/IP 五层(或四层)模型
TCP/IP 是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了 TCP/IP 协议簇. TCP/IP 通讯协议采用了 5 层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完
成自己的需求. • 物理层: 负责光/电信号的传递方式. 比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早
期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的 wifi 无线网启用
电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗
干扰性等. 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的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同
步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就
自动重发)、资料差错校验等工作. 有以太网、令牌环网, 无线 LAN 等标准. 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. 例如在 IP 协议中, 通过 IP 地址来标识一台
主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器
(Router)工作在网路层. • 传输层: 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保资料
可靠的从源主机发送到目标主机. • 应用层: 负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协
议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等. 我们的网络编程主要就是针对应用层.

物理层我们考虑的比较少，我们只考虑软件相关的内容. 因此很多时候我们直接称为
TCP/IP 四层模型. 一般而言
• 对于一台主机, 它的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; • 对于一台交换机, 它实现了从数据链路层到物理层; • 对于集线器, 它只实现了物理层;
并不绝对. 很多交换机也实现了网络层的转发; 很多路由器也实现了部分传输层的就是但
内容(比如端口转发);
再识协议
上面的内容，我们只是懂了一些基本概念，还是达不到我们的目标，下面我们再次重
新理解协议和协议分层。 为什么要有 TCP/IP 协议？
• 第一，即便是单机，你的计算机内部，其实都是存在协议的，比如：其他设备和
内存通信，会有内存协议。其他设备和磁盘通信，会有磁盘相关的协议，比如：
SATA，IDE，SCSI 等。只不过我们感知不到罢了。而且这些协议都在本地主机各自
的硬件中，通信的成本、难题比较少。

• 其次，网络通信最大的特点就是主机之间变远了。任何通信特征的变化，一定会
带来新的问题，有问题就得解决问题，于是需要新的协议咯。
• 故而，为什么要有 TCP/IP 协议？本质就是通信主机距离变远了
什么是 TCP/IP 协议？
一种解决方案就是• TCP/IP 协议的本质
• TCP/IP 协议能分层，前提是因为障碍们本身能分层
TCP/IP 协议与操作系统的关系