云计算的发展离不开网络的发展,没有发达的网络就不能提供计算的实时性。当今网络发展越来越快,新技术也是层出不穷,面对复杂的技术世界,我觉得还是要把一些基础的东西理清楚。

网络发展历程

如果是单机版就没有网络的必要,在计算机的世界里面最初是没有也没必要存在网络。为了解决更多人使用计算机出现了批处理系统,批处理就是顺序的一批一批的从磁带中读取任务并执行;后来就出现了分时系统,允许多个终端同时与计算机相连,允许多个用户同时使用计算机,这时虽然有终端相连,但还并没有组成计算机网络,直到20世纪70年代,个人计算机的发展,为了提高工作效率,人们才研究计算机通信,在网络技术出现之前如果计算机如果想交换数据必须拷贝到磁盘,计算机间的通信显著提高了计算机的工作效率和可用性,人们不仅限于一台计算机上面工作,而逐步实现了多台计算机的分布式处理,90年代互联网的普及让网络真正的发展起来,世界上的任何人只要连接的互联网上,便可以浏览网页,以互联网技术为中心的时代已经到来。

网络分层

首先解释清楚一个概念是网络七层,协议分层就像计算机软件中的模块化开发,这种设计可以将每个层级独立使用,即使某些层级发生变化。
这里写图片描述
先从下往上大概说一下每层的设计:

  1. 物理层
    负责 0、1比特流,通过电压高低区分,物理的网线就是工作在物理层
  2. 数据链路层
    互联设备之间传输和识别数据帧,将0、1转化成数据帧,网卡和网卡驱动就是工作在这层,还有著名的二层交换机
  3. 网络层
    将数据传输到目标地址,这一层主要负责寻址和路由选择,三层交换机和路由器工作在网络层
  4. 传输层
    起着可靠传输的作用,只在通信节点上进行处理,而无需在路由器上面处理。其中TCP和UDP协议被广泛使用
  5. 会话层
    负责建立和断开通信连接以及数据分割处理
  6. 表示层
    设备固有数据格式和网络数据格式之间转化,如文字图像声音等转化为网络标准格式。
  7. 应用层
    针对特定的应用协议,包括远程登录、电子邮件、文件传输等。
    下面举个例子阐述一下网络传输的过程:
    这里写图片描述
    发送方从第7层、6层到第1层,从上到下按顺序传输,而接收方从第1层、2层一直到7层,由下向上传输。譬如A要发送邮件到B,应用层,邮件标明收件人为B和邮件内容,表示层做网络格式转发,把邮件内容转成标准网络格式,如UTF-8等,会话层定义网络传输方式,譬如建立一次连接传送5封邮件还是建立5次连接发送信息,传输层的作用是通过确认机制保证数据不丢失,网络层就是负责把最终数据发送到对端,在网络传输过程中,经过很多网络设备,通过数据链路层和物理层将数据从一台物理设备传输到另一台物理设备,整个过程中,IP地址保持不变,源mac和目的mac不断切换。
    下图展示了TCP网络封包的过程:
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