计算机网络基本架构知识点

1. 网络体系结构模型：
- OSI 七层模型：
- 物理层：是网络通信的基础层，负责在物理介质上传输比特流。该层定义了物理连接的标准，如电缆的类型、接口的形状、插头的规格等，以及信号的传输方式，包括电压、电流、频率等参数。例如，规定了用多大的电压代表数字信号中的“0”和“1”，以便在不同的物理设备之间实现准确的比特传输。
- 数据链路层：将物理层传输的比特流组合成帧，在相邻节点之间进行数据传输。它负责帧的封装、传输、差错检测和纠正等功能。常见的数据链路层协议有以太网协议、PPP 协议等。例如，以太网中的数据链路层会在发送数据时，将网络层传来的 IP 数据报封装成以太网帧，并添加源地址、目的地址、帧校验序列等信息，然后在局域网上进行传输。
- 网络层：主要任务是实现数据包的路由选择和转发，将数据包从源主机传输到目的主机。该层使用 IP 协议等，根据数据包的目的 IP 地址，确定数据包在网络中的传输路径。网络层还负责对数据包进行分片和重组，以适应不同网络的传输能力。
- 传输层：为应用层提供端到端的通信服务。它主要有两种协议，TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）。TCP 是面向连接的、可靠的传输协议，保证数据的顺序传输、无差错和无丢失；UDP 是无连接的、不可靠的协议，但传输效率高，适用于对实时性要求较高、对数据准确性要求不高的应用。
- 会话层：负责建立、维护和管理通信会话。例如，在进行远程登录时，会话层会建立和管理用户与远程主机之间的会话，确保通信的正常进行。
- 表示层：用于数据的格式转换、加密和解密、压缩和解压缩等操作，使不同系统之间能够正确地理解和处理数据。比如，将一种数据格式转换为另一种数据格式，以便在不同的操作系统或应用程序之间进行数据交换。
- 应用层：是用户与网络的接口，为用户提供各种网络应用服务，如电子邮件、网页浏览、文件传输等。应用层协议有 HTTP、FTP、SMTP 等。
- TCP/IP 四层模型：是实际应用中广泛使用的网络体系结构模型，包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。其中，网络接口层对应 OSI 模型的物理层和数据链路层；网络层主要使用 IP 协议；传输层与 OSI 模型的传输层功能类似；应用层包含了各种基于 TCP/IP 协议的应用程序。
- 五层模型：是一种综合了 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型优点的网络体系结构模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。这种模型在学习和讲解计算机网络原理时比较常用，能够更好地理解网络通信的过程。

2. 网络硬件设备：
- 服务器：是为网络中的其他设备提供各种服务的计算机，如文件服务器用于存储和管理文件，数据库服务器用于存储和管理数据库，邮件服务器用于处理电子邮件等。
- 客户机（工作站）：是网络中使用服务器提供的服务的计算机，用户通过客户机访问网络资源、运行应用程序等。
- 交换机：工作在数据链路层，用于连接多个网络设备，如计算机、服务器、路由器等。交换机根据 MAC 地址转发数据帧，能够实现快速的数据交换和局域网内的通信。
- 路由器：工作在网络层，主要功能是根据 IP 地址选择最佳的路径，将数据包从一个网络转发到另一个网络，实现不同网络之间的通信。
- 防火墙：用于保护网络的安全，防止未经授权的访问和攻击。防火墙可以根据预设的规则，对进出网络的数据包进行过滤和检查，阻止恶意的网络流量。
- 无线接入点（AP）：用于建立无线网络，使无线设备能够接入网络。AP 可以将有线网络信号转换为无线信号，供笔记本电脑、手机、平板电脑等无线设备接收。

3. 网络拓扑结构：
- 星型拓扑：以一个中心节点为核心，其他节点通过独立的链路与中心节点相连。这种拓扑结构的优点是易于管理和维护，故障诊断容易；缺点是中心节点的可靠性要求高，一旦中心节点出现故障，整个网络可能瘫痪。
- 总线型拓扑：所有节点都连接在一条共享的通信总线上。总线型拓扑结构的成本低，易于扩展，但存在信号冲突和网络带宽受限的问题，而且故障诊断比较困难。
- 环形拓扑：节点通过环形链路连接成一个闭合的环。环形拓扑结构的数据传输具有确定性，不会发生冲突，但环中任何一个节点的故障都可能导致整个网络的瘫痪。
- 网状拓扑：节点之间通过多条链路相互连接，形成一个复杂的网状结构。网状拓扑结构的可靠性高，容错能力强，但网络的建设和维护成本高，管理复杂。

4. 通信协议：
- IP 协议：是网络层的核心协议，负责为数据包提供寻址和路由功能，使数据包能够在不同的网络之间传输。IP 协议有两个版本，IPv4 和 IPv6。IPv4 地址是 32 位的二进制数，由于互联网的快速发展，IPv4 地址已经面临枯竭的问题；IPv6 地址是 128 位的二进制数，能够提供大量的地址空间。
- TCP 协议：是一种面向连接的、可靠的传输协议，在传输层提供数据的可靠传输服务。TCP 协议通过三次握手建立连接，通过四次挥手断开连接，在数据传输过程中，还采用了确认、重传、流量控制、拥塞控制等机制，保证数据的准确、有序传输。
- UDP 协议：是一种无连接的、不可靠的传输协议，在传输层提供高效的数据传输服务。UDP 协议不建立连接，直接发送数据包，因此传输效率高，但不保证数据的可靠性，适用于对实时性要求较高、对数据准确性要求不高的应用。
- HTTP 协议：是应用层的协议，用于在 Web 浏览器和 Web 服务器之间传输超文本数据，如网页、图片、视频等。HTTP 协议是无状态的，即服务器不会保存客户端的状态信息。
- FTP 协议：也是应用层的协议，用于在客户端和服务器之间进行文件传输。FTP 协议支持文件的上传和下载，以及目录的创建、删除等操作。

 

5. 网络地址分配：
- IP 地址：是网络中设备的唯一标识，由网络号和主机号组成。根据 IP 地址的分类，可以分为 A、B、C、D、E 五类，其中 A、B、C 类是常用的 IP 地址类型。
- 子网掩码：用于确定 IP 地址中的网络号和主机号。通过子网掩码与 IP 地址的按位与运算，可以得到网络地址。
- VLAN（虚拟局域网）：是一种将一个物理局域网划分为多个逻辑局域网的技术。通过 VLAN，可以将不同部门、不同业务的设备划分到不同的 VLAN 中，提高网络的安全性和管理效率。

6. 网络安全：
- 加密技术：通过对数据进行加密，使未经授权的用户无法获取数据的内容。常见的加密算法有对称加密算法（如 AES）和非对称加密算法（如 RSA）。
- 认证技术：用于验证用户的身份，确保只有合法的用户能够访问网络资源。常见的认证方式有用户名和密码认证、数字证书认证等。
- 访问控制技术：根据用户的身份和权限，控制用户对网络资源的访问。访问控制可以通过设置访问列表、防火墙规则等方式实现。
- 安全审计：对网络中的活动进行记录和监控，以便及时发现安全事件和违规行为，并进行调查和处理。