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- 2023.06.19 -
网络是由若干节点和连接这些节点的链路构成，表示诸多对象及其相互联系。网络会借助文字阅读、图片查看、影音*放播**、*载下**传输、游戏、聊天等软件工具从文字、图片、声音、视频等方面给人们带来极其丰富的生活和美好的享受。
你是否会疑问：那么多的操作系统要如何进行网络沟通呢？到底什么是网络？我们日常中文字阅读、图片查看、影音*放播**、*载下**传输、游戏、聊天等操作是如何通过网络进行的呢？下面小编就来给大家详细讲讲什么是网络，以及OSI七层协定的相关原理。
一、什么是网络
网络就是几部计算机主机或者是网络打印机之类的接口设备，透过网络线或者是无线网络的技术，将这些主机与设备连接起来，使得数据可以透过网络媒体(网络线以及其他网络卡等硬件)来传输的一种方式。
可以从下面四个方面来了解计算机中网络的概念：
- 网络是由网络连接设备通过传输介质将网络终端设备连接起来进行数据交换、资源共享的平台；
- 网络连接设备：路由器、交换机；
- 传输介质：网线、光纤、同轴电缆；
- 网络终端设备：计算机、服务器、手机、智能电视、摄像头（视频安防）。
了解了网络的基本概念，那么计算机网络的组成组件都有哪些呢？下面分别来讲解一下：
二、计算机网络组成组件
计算机网络组件由节点、服务器主机、工作站或者客户端、网络卡、网络接口、网络形态或拓朴、网关或通讯闸组成。
节点 (node)：节点主要是具有网络地址 (IP) 的设备之称，因此上面图示中的一般PC、Linux服务器、ADSL调制解调器与网络打印机等，个别都可以称为一个 node！那中间那个集线器 (hub) 是不是节点呢？因为他不具有 IP，因此 hub不是节点。
服务器主机（server）：就网络联机的方向来说，提供数据以『响应』给用户的主机， 都可以被称为是一部服务器。
工作站 (workstation) 或客户端 (client)：任何可以在计算机网络输入的设备都可以是工作站， 若以联机发起的方向来说，主动发起联机去『要求』数据的，就可以称为是客户端 (client)。
网络卡 (Network Interface Card, NIC)：内建或者是外插在主机上面的一个设备， 主要提供网络联机的卡片，一般 node 上都具有一个以上的网络卡， 以达成网络联机的功能。
网络接口：利用软件设计出来的网络接口，主要在提供网络地址 (IP) 的任务。 一张网卡至少可以搭配一个以上的网络接口；而每部主机内部其实也都拥有一个内部的网络接口，那就是 loopback (lo) 这个循环测试接口！
网络形态或拓朴 (topology)：各个节点在网络上面的链接方式，一般讲的是物理连接方式，例如：星形、环形等。
网关 (route) 或通讯闸 (gateway)：具有两个以上的网络接口， 可以连接两个以上不同的网段的设备，例如 IP 分享器就是一个常见的网关设备。
组件弄清楚了，下面再来看看常见的网络类型都有哪些：
三、计算机网络类型
网络通常以所覆盖的范围来进行区分：
局域网(LAN) ：LAN是一个局限于有限的空间，比如一个公司，一层楼，一栋建筑内的网络叫做局域网。通常LAN会采用短距技术(short-range)
园区网(CAN) ：CAN是连接不连续区域内的多个LAN或建筑内的网络，而这些不连续的区域都属于或受控于单个实体。园区网的例子如学校校园和工业园区等等
城域网(MAN) ：MAN是在地理范围大于园区的区域内连接多个LAN或建筑物的网络。例如通过(如电信，联通，移动)提供商的服务，MAN可以用来连接同一个公司在城市区域内的不同办公点。
广域网(WAN) ：WAN是广域网也叫外网和公网。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由第三方提供商ISP来连接LAN的网络，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城市并能提供远距离通信，广域网并不等同于互联网。
互联网(internet)：internet又称国际网络，指的是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。
通过这些解释，你对平时用的网络类型都清楚了吗？像我们家里一般用的WiFi就是局域网哦！最后我们再来认识一下OSI七层参考模型是什么。
四、计算机网络协议
OSI七层协定
我们将整个网络连接过程分成数个阶层，每个阶层都有特别独立的功能，而且每个阶层的程序代码可以独立编写，因此每个阶层之间的功能并不会互相干扰，这样做，当某一个环节出问题的时候，只要将该阶层的程度代码重写即可，这样做使整个网络概念更加清晰。
图中仔细看每个数据报的部分，上层的包裹是放入下层的数据中，而数据前面则是这个数据的表头。
其中比较特殊的是第二层，因为第二层 (数据链结层) 主要是位于软件封包 (packet) 以及硬件讯框 (frame) 中间的一个阶层， 他必须要将软件包装的包裹放入到硬件能够处理的包裹中，因此这个阶层又分为两个子层在处理相对应的数据。
下面来看这七个分层分别负责什么内容：
1、物理层（Physical Layer）
由于网络媒体只能传送0与1这种位串,因此物理层必须定义所使用的媒体设备之电压与讯号等，同时还必须 了解数据讯框转成位串的编码方式 ,最后连接实体媒体并传送接收位串。
2、数据链结层（Data-L ink Layer）
这一层是比较特殊的一个阶层，因为底下是实体的定义，而上层则是软件封装的定义。因此第二层又分两个子层在进行数据的转换动作。在偏硬件媒体部分，主要负责的是 MAC (Media AccessContro1) ，我们称这个数据包裹为MAC讯框(frame)，MAC是网络媒体所能处理的主要数据包裹，这也是最终被物理层编码成位串的数据。
MAC必须要经由通讯协议来取得媒体的使用权，目前最常使用的则是IEEE 802 3的以太网络协议。详细的MAC与以太网络请参考下节说明。
至于偏向软件的部分则是由逻辑链接层(logical link control, LLC)所控制，主要在多任务处理来自上层的封包数据(packet)并转成MAC的格式，负责的工作包括讯息交换、流量控制、失误问题的处理等等。
3、网络层(Network Layer)
这一层是我们最感兴趣的一层，因为我们提及的IP (Internet Protocol)就是在这一层定义的。 同时也定义出计算机之间的联机建立、终止与维持等,数据封包的传输路径选择等等,因此这个层级当中最重要的除了IP之外，就是封包能否到达目的地的路由(route) 概念了!
4、传送层(Transport Layer)
这一个分层定义了发送端与接收端的联机技术(如TCP, UDP技术)，同时包括该技术的封包格式，数据封包的传送、流程的控制、传输过程的侦测检查与复原重新传送等等，以确保各个数据封包可以正确无误的到达目的端。
5、会谈层(Session Layer)
在这个层级当中主要定义了两个地址之间的联机信道之连接与挂断，此外，亦可建立应用程序之对谈、 提供其他加强型服务如网络管理、签到签退、对谈之控制等等。如果说传送层是在判断资料封包是否可以正确的到达目标，那么会谈层则是在确定网络服务建立联机的确认。
6、表现层(Presentation Layer)
我们在应用程序上面所制作出来的数据格式不一定符合网络传输的标准编码格式的！所以，在这个层级当中，主要的动作就是:
将来自本地端应用程序的数据格式转换(或者是重新编码)成为网络的标准格式，然后再交给底下传送层等的协议来进行处理。所以，在这个层级上面主要定义的是网络服务(或程序)之间的数据格式的转换，包括数据的加解密也是在这个分层上面处理。
7、应用层(Application Layer)
应用层本身并不属于应用程序所有,而是在定义应用程序如何进入此层的沟通接口，以将数据接收或传送给应用程序,最终展示给用户。
注意：OSI 七层协议只是一个参考的模型 (model)，目前的网络社会并没有什么很知名的操作系统在使用 OSI 七层协定的联网程序代码。这是因为 OSI 所定义出来的七层协议在解释网络传输的情况来说，可以解释的非常棒，因此大家都拿 OSI 七层协议来做为网络的教学与概念的理解。至于实际的联网程序代码，由TCP/IP来完成！
以上就是计算机中网络的概念和相关知识点，赶快收藏吧！
我们下期再见！
END
文案编辑|云端学长
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