计算机网络技术

前面学习的计算机原理和操作系统都是介绍的单个计算机运行的原理，现在的生活都离不开网络，那么网络到底是什么呢？独立的计算机是如何逐渐形成遍布世界的庞大网络的呢？这就是计算机网络技术这本书讲解的内容。

计算机网络技术分为九个章节，网络技术概论→数据通信基础→网络协议和体系结构→局域网技术→网络互联技术→网络应用技术→网络管理技术→网络操作系统→计算机网络安全。学习这本书之前要明白我是怀着什么目的去学习它的。最重要的就是了解网络是如何构成的以及它目前在我们生活中的应用方式！

计算机最开始是在美国的大学里面研究出来用于计算一些复杂的比如导弹航线这些实际需要大量计算的数学问题，后来逐步的发展成为可以解决多学科的运算问题的机器和数据储存库。那时候人们还没有办法进行远距离直接交流，更别说学校教授之间的学术讨论了。为了解决这个问题，美国把四所大学里面的计算机用线连接起来，让这四所大学能够相互之间通过计算机进行数据交换和共享。这四所大学的计算机连接起来组成的网络就构成了一个小小的局域网，这也是现在互联网最开始的雏形。后来越来越多大学的计算机也通过连线接入这个网络来实现和大家信息共享，美国国防部就开始接手这个网络的管理工作，对这个网络命名为ARPANET。与此同时，在美国其他地方，也有很多组织和个人也拥有了个人计算机，他们之间也相互进行了连接，形成了一个个相对独立的局域网，这些不同组织形成的一个个局域网在内部能够进行信息通信和资源共享。后来，这些相互独立的局域网也想要进行局域网之间的连接和通信，但是由于这些不同局域网的连接方式和硬件设备等技术标准不相同，连接起来会比较麻烦，所以美国成立了一个国际标准协会，这个标准协会制定了一些通用标准，号召大家在技术层面都按照这个标准来执行，这样方便大家相互连接。后来大家按照一定的标准协议把独立的局域网都相互连接起来，最终就形成了现在的internet互联网。

计算机之间在网络中通信主要是靠材料介质传播信号，分为两种，一种是有线信道，还有一种是无线信道。

有线信道就是平时看到的电缆和光纤，电缆里面是金属材料，光纤里面是光导纤维。电缆通过金属的导电性将信号转换为电荷，电荷的正负极就代表数据0和1来进行数据传输。而光导纤维则是利用光的折射传播原理将光的折射代表成0和1来进行数据传送，光的传播速度肯定比电快而且损耗小，所以光纤的传播速度和传播信息的量就更快更大。当然光纤的价格肯定也就更贵。局域网内部之间计算机连接的距离都比较短而且信息量比较小，一般用电缆连接。局域网之间或者城市之间进行数据传播的距离远而且信息量大，一般会用到光纤传播。

无线信道一般应用就是无线网和流量，它主要的原理就是电磁波在空气当中的传播。无线路由器或者基站通过有线信道进行连接，然后不断向空气发出电磁波，计算机内的无线网卡或者手机内的射频接收装置接收路由器或者基站发来的电磁波，然后转化成数据形成信息，同理向外传播信息也是这个道理。

通过有线和无线信道就把所有的设备进行了连接，构成了一张庞大的信息通信网络。当然，如此庞大的数据连接网络肯定需要中间枢纽装置进行协调转换，比如交换机和路由器。不同设备和不同局域网之间的数据传送也要遵循同一个协议和条件才能互通，比如TCP/IP协议。TCP属于数据传输过程中的控制协议，就相当于数据在这么复杂并且庞大的网络中传输要听TCP的统一指挥，不然就会乱套，就想交通一样，车辆要按照指示灯和交通规则来统一的运行。而IP协议就是给在这个网络中的每一个设备一个唯一的地址，也跟门牌号一样，数据传输给哪里，从哪里传输出去的都是要有这个IP地址进行识别，IP地址是由美国标准协会颁发的，就是一串数字，比如255.255.255.135。每个传输数据的站点都有一个这样的IP地址，用来标识自己，方便数据能准确找到方向。

当形成了这样一个可以交换数据的网络，就会产生各种各样基于这个网络的相关应用，叫做网络应用。网络应用一般会采用客户机对服务器模式（C/S模式），什么意思呢？就比如个人的计算机（客户机）需要打开一个游戏软件联网进行游戏，个人计算机上呈现的只是游戏客户端打开产生的信息，而这些信息其实都是由网络连线另一端的游戏服务器（也就是另外一台计算机）提供过来的，服务器也是一台计算机，只是这台计算机可能专门用来为连接上它的各个计算机提供游戏数据的，把这种专用计算机称之为服务器，专门用来提供服务的嘛！这种一般要求客户机上有该服务器对应的客户端软件。经常用到的网络应用还有一种方式B/S方式（浏览器对服务器方式），这种方式不需要服务器对应的有客户端软件，而是用浏览器软件即可实现，就是把各种客户端上的服务全部集合在一个浏览器软件上面，各个不同的网页代表了不同的服务器提供服务的端口。这种方式只需要有域名服务器和与其相对的数据库服务器就可以。还有一种方式是P2P网络应用方式（客户对客户），如QQ，微信等。这里就不一一详细解释了，道理基本是一样的。

这里再着重解释一下基于浏览器里面的网址系统，也就是网址到底是怎么回事？网址也叫做域名，每个网址都代表其背后对应的一台独立的服务器提供不同的服务，网址域名是有一套域名体系的，不能重复，就像门牌号一样不能一模一样，每一个主机服务器或者路由器都有一个其在internet网络上的IP地址，但是这个IP地址很复杂，都是数字难以记忆，因此需要把它转换为相对来说容易记忆的网址域名，这样一套IP地址和域名相对应的机制就叫做域名系统DNS。一般为了避免域名重合，采用层级域名划分的形式把域名进行一层层划分，例如www.baidu.cn最后面的.cn域名就属于顶级域名，顶级域名由国际上一个权威机构统一划分给各国，然后各国各地再把下级域名划分给所属地区的组织和机构，这样一层层划分。不同的区域进行域名管理用不同的服务器，一般分为根域名服务器，顶级域名服务器，权限域名服务器和本地域名服务器。这样就一层层管理下发的网址域名就不存在域名重复的问题了。

到这里基本对计算机网络方面也就有了更加深刻的认识，这本书的重点需要理解掌握的部分就结束了。