我发的文章是怎么到你手机上的？计算机网络基础（一）

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我们都说这是一个互联网、信息化的时代，但问题来了，什么是互联网，真的了解互联网吗？

在大学上课没好好学习，现在对这部分的内容还略有好奇与疑问，所以我准备认真研读计算机网络这本书，我把自己这个过程中的所思所想记录下来，便于查看，也希望对你学习计算机网络有所帮助。

首先来举个例子吧，我今天的文章你能看到，这本身就借助了互联网，那你有没有好奇，**这篇文章在我点击发送的那一刻，它发生了什么？**你和我之间没有一根网线，我们也素不相识，我的文字怎么就到你手机上了？它中间怎么传输的？

那么我们就抱着这个疑问来思考计算机网络这个知识，其实我们通常所说的互联网其实是一个宽泛的概念。

首先我们熟悉的网络，分为

1. 电信网络
2. 有线电视网络
3. 计算机网络

这3种网络在时代的发展中所占的比重都不一样，（比如说我小时候，家里面看电视都是用一个盒子来接收信号，电话也都是用电话线连接的座机，计算机网络在我们的生活中还是比较少的），但现在逐渐“三网融合”（一部智能机全干了，又打电话，又能上网，还能看电视）。

所以也折射出互联网的特点：

1. 连通性：用户之间不管隔着多少距离，都可以方便的交换信息，比如我发文章给陌生的你。
2. 共享资源：可以从网络服务器方便的读取和下载文档或音视频等，比如百度网盘随时能下载和上传。

那么我们上面一直说计算机网络，那什么是网络呢？用专业术语来说，它由多个结点（包括但不限于主机）和连接这些节点的链路组成。

甚至可以粗狂的理解为任何能联网的都是一个结点，而且其中包括特别重要的就是路由器、交换机、集线器等设备，来为我们能够访问互联网保驾护航。

网络把许多计算机连接在一起，而互联网把许多网络通过路由器连接在一起。所以把互联网称为是：网络的网络。

更通俗的来说：网络={计算机、结点、链路}，网络的网络=互联网={网络、路由器、链路}

所以我们通常说的网，是一种结构，我们把它想象成是一张蜘蛛网就容易理解了，那么在这个网上我们之间要相互通信，那么我们通过这根网线是如何进行传输内容的，这个有没有感到好奇？

互联网也从上世纪的70年代开始发展至今，有3个重要的发展阶段需要了解，这些阶段也不是在某个时间点发生了突变，而是逐渐演进的

1. 1969年美国国防部创建的一个单个的分组交换网。类似于现在所说的一个局域网

2. 三级结构的互联网，当时1985起，美国一个牛逼机构围绕6个大型计算机中心开始建设计算机网络，这个网分为主干网，地区网和校园网（企业网）

3. 多层次的ISP结构的互联网，这也是1993年后美国政府把互联网交给了市场管理，衍生出了互联网服务提供者ISP，例如，我们中国的移动、联通、电信这三巨头是最有名的ISP

   那么他们这些ISP干了些啥？这么说吧，他们从互联网管理机构申请到了一大批IP地址，同时有钱的ISP还自己建立基站，建造通信线路，造路由器等，最后ISP把一个个的IP卖给用户。这个过程是不是特别向你家的电脑装宽带，不就是移动或者电信卖给你一个IP地址么。他们就是个中间商，但是互联网管理机构不会零售IP地址给你的，所以我们的上游必定是这些大大小小的互联网服务提供商ISP。

   那么ISP又分为主干ISP、地区ISP、本地ISP，这三层依次连接。也就是你发的消息要一层一层的转发出去。其实这和上面第二个阶段有点类似，只是添加了一个角色是ISP
   

但是随着互联网的爆发，流量激增，怎么能够快速的转发呢？用户的消息都要多层转发，浪费时间还占用资源，所以，互联网交换点IXP诞生了，它的作用就是允许两个网络能直接相连并交换分组，而不再需要通过第三方来转发分组。啥意思，上面图中部分地区ISP不再需要主干ISP转发就可以直接通信。

这玩意儿这么好用，那现在造了多少呢？截至2016年3月，全球有226个，但是分布很不均衡，看这个图就知道了

到目前，互联网已经成为了世界上规模最大和增长速率最快的计算机网络，没有人能准确说出互联网究竟有多大。

互联网的组成

上面我们从大的层面知道了互联网是个啥玩意，接下来我们具象的来了解一下互联网是啥组成的。

1. 边缘部分：所有连接在互联网的主机，其实也就是终端，是我们用户直接使用的
   我们端到端的通信方式一般分为2类
   1). 客户-服务器（C/S方式，client-server）
   2). 对等方式（P2P方式，也是B/S方式，Browser/Server），本质上看仍然是客户-服务器方式，只不过每一台主机既是客户又同时是服务器。
2. 核心部分：由大量的网络和连接网络的路由器组成，也就是为边缘部分提供服务的，关键的就是路由器，它是一种专用计算机，它是实现分组交换的关键构建，任务就是转发收到的分组

那交换分组是啥意思？

我们举个例子，A发消息给D

如果是电路交换，必须给A 和D建立全程的链接，也就是A——B——C——D，在这个过程中，全程占用信道资源，我们看过亮剑吧，那个年代我要给你打电话，相当于我打电话后会由一个交换机（有人工的、步进的等方式）帮我去转接给你，最后如果你的线路没被占线，我们才能通话。

**总结：必须基于连接，经过3个阶段：建立连接（端到端的连接）→传送数据→释放连接，在这个过程中，全程占用信道资源。**使用电路来传送计算机数据，效率太低了。

分组交换：同样还是A——B——C——D，但是A——B之后，再B——C的时候，A——B已经被释放，因此分组交换不是全程占用资源，而是在一段时间占用一段资源，非常灵活。

计算机网络都有哪些类别?各种类别的网络都有哪些特点?

从网络的作用范围来划分,有:
(1)广域网WAN,作用范围通常为几十到几千公里,有时也称为远程
(2)城域网MAN,作用范围一般是一个城市,可跨越几个街区甚至整个城市,其作用距
离约为5~50km。
(3)局域网LAN,作用范围局限在较小的范围(如1km左右)。
(4)个人区域网PAN,也常称为无线个人区域网WPAN,其作用范围大约在10m左右。

按照使用者来划分,有
(1)公用网,这是指电信公司(国有或私有)出资建造的大型网络。“公用”的意思就是所有愿意按电信公司的规定交纳费用的人都可以使用这种网络。因此公用网也可称为公众网。
(2)专用网,这是某个部门为满足本单位特殊业务的需要而建造的网络。这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如,军队、铁路、电力、银行等系统均有本系统的专用网。

按照采用的交换技术的不同来划分,有
(1)电路交换网
(2)分组交换网
(3)混合交换网。

还有一种网络叫做接入网AN,用来把用户接入到互联网。接入网也叫做本地接入网。

互联网的发展

机会总会留给有准备的人

1996年，张朝阳创立搜狐

1997年，丁磊创立网易

1998年，王志东创立新浪

1998年，马化腾、张志东创立腾讯

1999年，马云创立阿里巴巴

2000年，李彦宏、徐勇创立百度

2004年，阿里巴巴集团创立支付宝

。。。。

看看吧，这就是我们的前浪，我们这些后浪不都是打破头都想去这些公司么

计算机网络的体系结构

上面说了这么多对于网络的发展与概念，那么我们之间要通信，肯定要通过某种约定。但由于通信这话题太大，问题太复杂，涉及到了不同的领域知识，一下子还没法解决，所以就有了分层这么个概念。分层有啥好处，就好比我们的代码，把一个大的功能做拆分成不同的模块，模块可以实现复用，便于维护，同时还做了封装，上游只需要调用我暴露的接口就可以了，不关系我的具体代码实现。

在计算机网络里，重要的分层模型有以下3种，7层的OSI模型，4层的TCP/IP，还有5层的（专门用于介绍网络原理而设计的）

最早的时候，这些专家们就研究了OSI模型，分的特别标准，但太慢了，从1977年到1983年，刚要准备推出这个牛逼的模型统一互联网，结果TCP/IP协议已经占领市场了，没办法，法律意义上的国际标准OSI标准彻底失败，而TCP／IP成为了事实上的国际标准。这也反映了现在社会市场的重要性。

TCP/IP体系结构中最核心的部分就是上面的三层：应用层、运输层、网络层。 至于最下面的是一层—网络接口层,还是两层—网络接口层和物理层,这都不太重要,因为 TCP/IP本来没有为网络层以下的层次制定什么标准。TCP/IP的思路是:形成IP数据报后只要交给下面的网络去发送就行了,不必再考虑得太多。用OSI的概念,将下面的两层称为数据链路层和物理层是比较清楚的。

而事实上，我们现在研究的计算机网络基础，不就是要搞懂它们这几层具体做了什么工作么？

两军对战问题

占据东、西两个山顶的蓝军1和蓝军2与驻扎在山谷的白军作战。其力量对比是:单独的蓝军1或蓝军2打不过白军,但蓝军1和蓝军2协同作战则可战胜白军。现蓝军1拟于次日正午向白军发起攻击。于是用计算机发送电文给蓝军2，但通信线路很不好,电文出错或丢失的可能性较大(没有电话可使用)。因此要求收到电文的友军必须送回一个确认电文。但此确认电文也可能出错或丢失。试问能否设计出一种协议使得蓝军1和蓝军2能够实现协同作战因而一定(即100%而不是99999.%)取得胜利?

答：蓝军1先发送:“拟于明日正午向白军发起攻击。请协同作战和确认。”
假定蓝军2收到电文后发回了确认。
然而现在蓝军1和蓝军2都不敢下决心进攻。因为,蓝军2不知道此确认电文对方是否正确地收到了。如未正确收到,则蓝军1必定不敢贸然进攻。在此情况下,自己单方面发起进攻就肯定要失败。因此,必须等待蓝军1发送“对确认的确认”
假定蓝军2收到了蓝军1发来的确认。但蓝军1同样关心自己发出的确认是否已被对方正确地收到。因此还要等待蓝军2的“对确认的确认的确认”。
这样无限循环下去,蓝军1和蓝军2都始终无法确定自己最后发出的电文对方是否已经收到(图1-21)。

因此,在本例给出的条件下,没有一种协议可以使蓝军1和蓝军2能够100%地确保胜利。、

最后我们来说下我们在文章投提到的问题，我发的文章是怎么到你手机上的？

我们今天这篇文章，把这个抽象的问题转化成了理解TCP/IP协议这4层都干了什么这个具象的问题，具体每层干了什么，我会在接下来的每篇文章介绍一层，试图把它给讲明白。期待你的持续关注。

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