[點晴永久免費OA]如何跟小白解釋我們日常使用的電腦是怎么組成網絡的
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前言對于非計算機專業出身的開發，往往工作許久對網絡還是一知半解。查找文章又常是專業性極強的說明文，讀了又讀，還是難以形成一個系統的概念。知識需要框架，讓我們自下而上，一塊聊聊網絡。 共享局域網我們都知道計算機是通過收發信號進行通信的，但是信號是如何找到目標的呢？ 最初的計算機網絡通信的方法很簡單：“共享”！
好比大家坐在一個屋子，發言人只要說話，大家就能聽到。同樣的道理，只要把所有的計算機用“一根線（集線器）”連在一起，這就是一個簡易的網絡；這時任何一臺計算機如果需要發消息，只需要把消息發出去，所有計算機就都收到了。 這是最早的網絡，也叫做“共享局域網”。模型很簡單，缺點也很明顯：
以上缺點就好比開會時，每次只許一個人發言，其他人想說話？等當前發言者結束才行。這就決定了網絡規模不能太大，否則用戶越多，等待別人通信結束的時間就越長，效率太低。 這怎么辦呢？ 我們可以設想：如果我們有這樣一臺設備，它有多個端口，每個端口連一臺或多臺電腦，端口之間是隔離的。同一個端口上的電腦發消息依然是共享，但如果想要發消息給另一個端口上的電腦，就需要通過這臺設備將消息轉發到對應的端口。這個設備叫做”交換機“。
這樣就能形成多個獨立的“共享局域網**”，**彼此可以同時獨立工作，非必要時不會互相影響，能有效減少數據碰撞的發生，提高效率。 交換式局域網通過交換機連接形成的網絡叫做“交換式局域網”。交換機有多個端口，每個端口連接著數量不等的設備；每臺設備都有著自己的名字（MAC地址）。交換機將哪臺設備連接著哪個端口都一一”記錄在案“，成為一張“MAC地址-端口表”；當一個設備試圖發消息給另一個設備時，交換機會根據“MAC地址-端口表”進行查找：如果兩個設備位于同一個端口就什么都不做；如果屬于兩個不同的端口就將消息進行轉發；如果是個沒有記錄的”黑戶“，就對所有端口”泛洪“發送。 這樣在一定程度上擴大了網絡的規模；但是，交換機有很多使用限制，例如：
廣域網數量眾多的局域網通過各種方式連在一起就形成了廣域網，比較常見的連接方式是通過路由器進行連接。交換機可以接入路由器，路由器又連接其他路由器等設備，網上的所有設備都是網絡節點。 與交換機類似，路由器也有多個端口，內部也存儲著一個”小本本“——路由表。路由表上記錄著到達其他網絡設備的路線圖。你想要訪問的任何設備的IP如果在路由表中能找到，路由器會算出到達該目標要經過的最佳”網絡節點路線“，然后將信息傳遞給下一個路由器，下一個路由器以同樣步驟向下傳遞。這樣，路由器通過”口口相傳“，直到將信息送到目的地。
與普通的交換機通過MAC地址尋址方式不同的是，路由器是通過IP地址在網絡中查找目標，而根據IP地址查找的效率要高很多。 IP地址目前常用的IP地址是由4個0~255的整數數字表示的，例如：192.168.0.1。如果有人說他的IP地址是192.168.10.256，那肯定是錯的。 為了方便尋址，每個IP地址都包含了兩部分：網絡號與主機號，同一個網絡上的所有主機使用同一個網絡號，每個主機都有自己的主機號。網絡號將設備分了組，尋找一臺設備先根據他的IP找到他所在的組，就能大幅縮小搜索范圍。
由于IP是用4個0-255的數字表示的，最多可以表示255*255*255*255臺設備，大約是42億，但實際可用的地址比42億要少。而手機、電腦、路由器、交換機、監控攝像頭等大大小小的設備都需要IP地址并且設備數量還在不斷增多，IP地址早就已經不夠用了。 其實很早之前人們就發現了這個趨勢，為了解決這個問題，想出了一種方案：大網再分割成小網絡，每個小網中的IP可以自行劃分管理，跟大網的IP互不干涉；好比原本用0-9最多能表示10個人，現在改為表示10個分組，每個分組可以再劃分10個編號；這樣不就能表示100個人了嘛。 子網掩碼根據上面的方案，我們可以將大網的主機號范圍通過特別的規則繼續劃分成子網的網絡號+主機號。 可以這樣簡單理解：編號“9527”原本只能表示一個人，現在我們在編號后增加一個數字，范圍是1~3，如：“9527/1"表示“9組527號”；“9527/2”表示“95組27號”；“9527/3”表示“952組7號”。 增加的這個數字對編號9527進行了“二次劃分”，將其分割成了兩部分：組別+編號。原本只能表示一個人的編號“9527”現在可以用來表示3個人，并且還分了組：“9527/1"跟“9528/1"都是9組，“9527/1"跟“9527/2"就分屬9組跟95組......
子網掩碼就可以簡單理解為上面這個增加的數字，他將大網IP的主機號范圍二次分割成子網的網絡號+主機號。現在大網就叫做“公網”，子網就叫做"內網"，我們常說的“內網IP”就是在子網中獨立劃分管理的IP，是無法拿到公網中使用的，而各個子網中的IP是獨立劃分管理的，因此可以彼此相同，互不干擾。 子網掩碼使得IP地址緊張問題得到了有效緩解。 域名我們上網，實際就是在訪問網絡中不同的服務器。無論是刷網頁，還是搜索我們想要的信息，實際都是在向網絡中某個服務器的發送消息請求，服務器收到我們的請求，將我們需要的信息發送給我們。那么我們的消息是如何到達對應的服務器的？ 服務器也是電腦，也有自己的IP地址；訪問一臺服務器需要知道他的IP地址，但是IP地址太難記了，人們為了方便記憶，創造了“域名”。我們所熟悉的網址 當我們在瀏覽器上輸入網址
結束語上面的例子都是大幅簡化后的模型；經過多年的演化，互聯網早已經達到了十分驚人的復雜度。其每一步流程都包含了大量前人的智慧，甚至演化出相關的專業；有興趣的小伙伴可以進一步了解互聯網的相關知識。 鏈接：https://juejin.cn/post/7296532771387260954 該文章在 2023/12/7 10:20:40 編輯過 |
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