计算机网络结构

引入

本文主要参考¹

下图中的7层结构不需要看，仅是引入。
（因为现代的网络交换机和路由器通常集成了多个层次的功能。此外，一些协议可能跨越多个层次，而某些层次的功能可能在不同的操作系统或应用程序中实现。所以这个结构和实际硬件很难对得上了。）

WAN：广域网（Wide Area Network）

MAN: 城域网（Metropolitan Area Network））

LAN：局域网（Local Area Network）

计算机网络结构与功能

上图为国际标准化组织（ISO）于1984年提出，旨在为不同厂商的网络设备与协议提供参考框架，OSI体系结构（Open Systems Interconnection Reference Model）。

但OSI模型是一个理论模型，实际应用中更广泛采用的是TCP/IP模型，它将OSI模型的部分层次合并，简化为四个层次：链路层、网络层、传输层和应用层。

TCP（传输控制协议，Transmission Control Protocol）

网络接口层（Link Layer，也叫链路层）：

1. 网卡（NIC）：也称为网络适配器，是连接计算机和其他网络设备的硬件设备。负责将计算机数据转换成在网络传输的格式，以及将接收的数据转换回计算机可理解的格式。

2. 集线器（Hub）：在物理层工作，用于连接多个网络设备，并将信号从一个端口广播到所有其他端口。属于OSI中的网络层，在端口间起作用，现在这玩意没用了。（此处端口应为物理端口）

3. 交换机（Switch）：在链路层工作，可以识别数据包中的MAC地址（而集线器不能，相当于集线器里你给别人私发消息都会变成群发），并根据这些地址将数据包转发到正确的端口。一般现在用于Wifi接口插满了，用交换机扩展一下。

网络层（Internet Layer）：

路由器（Router）：在网络层工作，根据数据包IP决定最佳传输路径，并将数据包从一个网络转发到另一个网络，可以连接到不同的局域网（LAN）和广域网（WAN）。提供网络地址转化（NAT）、防火墙和带宽管理等功能。

（tips：集线器和交换机主要处理同一局域网内的数据传输，而路由器负责不同网络间数据传输）

现在路由器通常集成了交换机、路由器和猫（数模转换：数据转为光电信号以在光纤中传播）的功能，只是更复杂的网络环境中，可能需要额外交换机来扩展有线连接。

传输层（Transport Layer）：

传输层不直接对应到具体的硬件设备，而是通过软件协议实现，如TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。

1. TCP：在传输开始时，在通信双方间建立一个连接，这一过程通常涉及“三次握手”序列，用于序列号、重传、确认应答、窗口、动态调整机制，数据传输可靠性更强。

   适用于需要可靠数据传输的应用，比如web浏览（HTTP），文件传输（FTP），远程登录（Telnet）等。

2. UDP：传输开始前无需连接，传输快、延迟低，适用于在线游戏、视频等服务。

（tips：协议的意思是一组标准与规则，大家遵循这些规则以保证数据在网络上顺利传输、处理和接受）

应用层（Application Layer）：

应用层是最接近用户的层次，它提供了网络服务和应用程序接口，使得用户可以通过应用程序访问网络资源。应用层包括许多协议和网络服务，例如：HTTP、FTP、SMTP、DNS等。

(常见的 FTP 监听 20、 21 端口，而 HTTP 服务监听 80 端口等 https://ivel-li.github.io/2024/11/25/%E7%AB%AF%E5%8F%A3%E6%98%AF%E4%BB%80%E4%B9%88)

传输层与应用层的界限：：传输层负责网络中两个节点间端到端的数据传输服务。应用层负责特定应用的数据交换与网络服务功能。

（tips：SSH在TCP层之上工作，因为SSH本身虽然安全，但依旧需要TCP的数据包确认、重传、排序机制保证数据稳定传输。）

参考

• [1] https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591