一、计算机网络
1、什么是计算机网络
计算机网络是“以相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”，联网计算机之间的通讯必须遵循共同的网络协议。
2、计算机网络的分类
按照覆盖的地理范围来分：
（1）广域网：广域网是一种公共数据网络，其可以将远隔千里的计算机连在一起。
（2）局域网：局域网一般属于单位所有，用于将有限范围内的各种计算机、终端和外部设备连接起来。
（3）城域网：是以IP为基础，通过计算机网络、广播电视台、电信网的三网融合，形成覆盖城市区域的网络通信平台。
（4）个人区域网：提供个人操作空间移动数字终端设备联网的需求。
二、OSI参考模型
1、基本概念
OSI（Open System Interconnection，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;
OSI七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现传输功能，其层次划分的主要原则是：
（1）网络中各主机都具有相同的层次，不同主机的同等层具有相同的功能
（2）同一主机内相邻层之间通过接口通信，不同主机的同等层通过协议来实现同等层之间通信
（3）每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。
2、分层结构
分层示意图： 
（1）物理层
物理层处于OSI参考模型的最低层，它利用传输介质为通信的主机之间建立，管理和释放物理连接，实现比特流的透明传输（传输单位是比特），保证比特流通过传输介质的正确传输。
他向数据链路层提供比特流服务，指定不同类型的物理协议，使得数据链路只需要考虑如何使用物理层的服务，而不用考虑物理层采用了那种传输介质。
（2）数据链路层
数据链路层的传输单元是帧，在物理层提供比特流的基础上，通过建立数据链路连接，采用差错控制和流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
其主要有以下几个功能：
1）数据链路的建立、维护和释放
2）帧同步：从收到的比特流中正确的判断出一帧的开始位与结束位
3）流量控制功能与差错控制功能
4）保证帧数据字段的二进制比特序列可以是任意组合
5）具备寻址功能，保证每一帧都能传输到正确的接收端
（3）网络层
网络层的数据传输单元是分组，是将网络地址翻译成对应的物理地址，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择适当的传输路径，实现流量控制、拥塞控制和网络互联的功能；网络层用于本地L A N网段之上的计算机系统建立通信，它之所以可以这样做，是因为它有自己的路由地址结构，这种结构与第二层机器地址是分开的、独立的。这种协议称为路由或可路由协议。
（4）传输层
传输层的数据传输单元是报文，传输层分布在不同地理位置计算机的进程通信提供可靠地端-端连接与数据传输服务，并且向高层屏蔽了低层数据通信的细节。
发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片，同时对每一数据片安排一***，以便数据到达接收方节点的传输层时，能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。
工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P （传输控制协议），另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X （序列包交换）。
（5）会话层
负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。
会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。会话层通过决定节点通信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限
（6）表示层
它的主要作用之一是为异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。与第五层提供透明的数据运输不同，表示层是处理所有与数据表示及运输有关的问题，包括转换、加密和压缩。除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。
（7）应用层
应用层提供了网络服务与最终用户的一个接口，主要有各种设备的协议，主要的协议包括：HTTP、FTP、SMTP等。
3、OSI七层模型的优点
OSI七层模型将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各个层之间具有很强的独立性，
1、减少网络复杂度 ，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错；
2、标准化 ，每一层都遵循同样的标准，便于不同的网络设备实现互操作
3、模块化
4、协作
5、加速发展 ，有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需对整个网络动大手术。
6、简单教学
三、TCP/IP四层模型
1、基本概念
TCP/IP不是一种协议，而是一组协议的代名词，它包括许多协议，组成了协议簇，TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层提供的网络来完成自己的需求。
分层示意图: 
其中，应用层属于用户进程，剩下三层均属于内核。
2、具体分层介绍
（1）应用层
TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。
应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中，有基于TCP协议的，如文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）、虚拟终端协议（TELNET）、超文本链接协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP），也有基于UDP协议的。
（2）传输层
在TCP/IP模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即：传输控制协议TCP（transmissioncontrol protocol）和用户数据报协议UDP（user datagram protocol）。
TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端，它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端，它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制，以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。
UDP协议是一个不可靠的、无连接协议，主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。
（3）网络互联层
网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时，为了尽快地发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此，分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层必须对分组进行排序。
网络互连层定义了分组格式和协议，即IP协议（Internet Protocol）。
网络互连层除了需要完成路由的功能外，也可以完成将不同类型的网络（异构网）互连的任务。除此之外，网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。
（4）主机到网络层
对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。
3、常见的设备
（1）对于一台主机，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容
（2）路由器：路由器位于网络层，实现了网络层到物理层的传输
（3）交换机：交换机位于数据链路层，是为了减少局域网的碰撞而设计的，主要实现了从数据链路层到物理层的传输
（4）集线器：集线器工作在物理层，主要功能是对接收到的信号进行再生或者整体放大。