1 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
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
"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.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.
思考:只要通信的两台主机,约定好协议就可以了么?
• 定好协议，但是你用频率表示01，我用强弱表示01，就好比我用中国话，你
用葡萄牙语一样，虽然大家可能遵守的一套通信规则，但是语言不同，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：
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IEEE802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。
ISO（国际标准化组织）：ISO是由多个国家的标准化团体组成的国际组
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重要地位。
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。
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。
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。
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
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：
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IEEE802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。
ISO（国际标准化组织）：ISO是由多个国家的标准化团体组成的国际组
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重要地位。
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。
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。
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。
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
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
• 但是通过上面的简单例子，我们是能理解，分层可以实现解耦合，让软件维护的
成本更低
OSI 七层模型
• OSI（OpenSystemInterconnection，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
的主机实现数据传输;
• 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.通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可
靠的通讯;
• 但是,它既复杂又不实用;所以我们按照TCP/IP四层模型来讲解
在这个例子中,我们的"协议"只有两层:语言层、通信设备层
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，需要我们学习完网络才可以理解，这里就知道就可以。
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
