1 计算机网络背景

网络发展

独立模式: 计算机之间相互独立;

一开始，计算机发明出来之后，一台计算机处理完的数据，数据会保存在软盘（物理），通过人之间的相互通信，把计算机A处理完的数据存储到软盘中，在将软盘插入计算机B中，从而两台计算机可以进行通信。由于存在人的因素，这样的通信时间必然会慢。

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" 是一种约定，告诉你某个信号，你通过约定知道下一步要做什么！

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 这样的信息. 要想传递各种不同的信息, 就需要约定好双方的数据格式.

协议一般都是业内顶级人物来定的，因为他们具有话语权。

网络通信的时候，会有哪些需求要解决，要有哪些问题会产生，为什么会产生这些问题？

多个计算机，计算机距离长短不同，输送距离变长，必然会出现以下的问题：

以上的问题，是有先后上下关系的！（确定主机问题——》长距离问题——》数据转发问题）

问题出现了，需要也就来了，有了需求就会有相应对应的解决方案！

我们可以针对不同性质的问题，设计成不同的功能，一个功能设计成不同的模块——低耦合；每一个不同性质的问题，里面都会有着许多小问题，将相关的问题放在一起，做出相关的解决方案——高内聚。——因为因为是有一定顺序的，所以设计方案设计成为层状的！

方案是层状的，所以协议就分层的！

在这个例子中, 我们的协议只有两层; 但是实际的网络通信会更加复杂, 需要分更多的层次.
分层最大的好处在于 "封装" . 面向对象例子

软件分层之后，每一层之间的交流，都只会认为就是该层面对面的交流，没有关心下层是如何实现的，只是使用下层的接口。所以，任何一层出现的问题，都不会直接影响另一层，这样就可以减少后期开发者的维护成本。这就是，高内聚，低耦合的优点。

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无线网使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)、数据差错校验等工作. 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), 能够确保数据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.