计算机网络通信基础概念解析与问题探讨

计算机网络通信基础概念介绍和问题描述

计算机网路通信在当前人们的日常生活中已经不可获取，而其中使用范围最广和影响最深的当属互联网。当前，作为从事Web开发工作的人员，都应该了解互联网，了解计算机网络通信的原理。本文将从网络通信中的基础概念以及实现PC间通信会遇到的一般问题两个方面，为大家在计算机网络通信理论知识的深入了解前，建立起基本的感性认识。

基础问题

计算机网络通信最为核心和基础的问题就是，两台不同区域的PC如何进行数据交换。由于PC的分布区域的位置以及所处区域的大小等因素的不同，导致需要考虑很多细节问题。这种情况下，会让我们看不清网络通信的基础模型。一个简单的局域网PC分布图可能如下。

上图中，A和B是需要进行通信的PC，而其他则是分布在不同该区域不同位置的PC。为了实现A和B的通信，需要解决三个首要的问题。

1. 如何确定各PC的ID。
2. 如何构建A和B间的连接通道。
3. A和B间传输数据的格式。

很显然，解决了上述三个问题，一个简易的局域网就构建完成了。

基础概念

计算机网络通信中概念很多，在深入到各个方面的细节之前，本文主要介绍一些基础性的概念，为大家在后续的学习中打下基础。

OSI参考模型

在计算机网络通信标准中，OSI模型和TCP/IP模型较为知名。对于此二者，名称虽然不同，但是彼此之间却可以对应上。OSI模型由ISO（国际标准化组织）和CCITT（国际电报电话咨询委员会）合作制定。OSI参考模型结构图参考如下：

模型的各层说明如下：

层简称名称说明第一层物理层与数据处理没有直接关系。该层定义了发起、维持和结束终端系统间物理连接的电气特性、机械特性、步骤、功能等规格。该层传输的数据为0或1，也称为比特序列。第二层数据链路层保障数据在通信介质（通信线缆等）上传输。通过使用物理层地址（如MAC地址）来确认数据会发送至何处。该层传输的数据称为帧（Frame）。第三层网络层定义两个终端系统之间（地理上距离较远、可能还有其间经过多个网络硬件的情况）的连接和传输路径的选择。第四层传输层隐藏通信实现的细节，向上层提供数据通信服务。为了实现高可靠性的通信，该层负责建立、维持、释放虚电路，检测并纠正通信故障，提供流量控制服务以防止通信对方数据溢出。第五层会话层规定了通信开始与结束时发送数据的形式等内容。在该层内建立逻辑上的通信链路。会话是指在两个通信系统之间进行逻辑通信开始到结束的过程。第六层表示层定义传输数据所使用的压缩方式以及数据的表现形式等。第七层应用层定义电子邮件SMTP、文件传输的FTP、Web浏览器使用的HTTP等用于特定目的的软件规格。

网络划分

计算机网络从不同的角度划分，有着不同的类别。从区域和范围角度可划分为，LAN、MAN和WAN。

名称中文名称说明LAN局域网用于机构内部通信与信息传递。常使用以太网技术在公司或学校等局部的地理范围内构建网络。LAN分为使用线缆的有线LAN和使用电波的无限LAN。一般在LAN内部使用私有IP地址。MAN城域网使用光缆在相距较远的校园园区或城市内建立通信的网络，比LAN的覆盖范围要广。WAN广域网范围比LAN和MAN都要广，用于跨地区或国家间远程通信。一般由电信运营商建设。在WAN中可以使用全局IP地址进行通信。

局域网是计算机网络中最小单元，构建技术有以太网技术、令牌环网技术、ATM网技术、帧中继技术、FDDI等。其中以太网技术目前应用最为广泛。

需要注意的是以太网和局域网描述的是两种不同的对象，前者描述技术，而后者则描述网络类型。

交换机和路由器

对于交换机和路由器，二者都是用于连接，但是交换机一般用于PC连接，工作在链路层；而路由器一般用于不同局域网或子网间的连接，工作在网络层，其主要特征就是IP路由的功能。

小结

现代计算机网络整体很复杂，不仅拥有大量适用不同场景的协议，还存在着各种各样的网络结构以及相关的硬件。在这种情况下，我们要想深刻理解现代计算机网络背后的一切，就必须清楚的了解其解决的问题是什么。**宽泛的来说，现代计算机网络通信技术主要解决的就是PC间和局域网间通信的问题，PC间通信建立在L2交换机基础上，局域网间通信建立在路由器或L3交换机基础上。**个人认为这是深入理解现代计算机网络的必须基础，谨记！