（一）通訊的基本概念：

我們知道，通訊的目的是快速、有效地傳遞資訊。下面我們先來簡單地介紹一點通訊的基本知識：
現代資訊的表達方式有文字、符號、聲音、影象資料等多種形式。為了實現資訊傳遞，通常以光、電等訊號作為資訊的載體。

訊號：資訊的表達形式
通道：訊號傳輸的通道，是訊號傳輸媒介的總稱。
信源：發出資訊的地方
信宿：資訊傳送的終點

根據傳送資訊的通道（訊號傳輸媒介）不同，通訊可分為有線通訊和無線通訊。

有線通訊的通道：包括電纜、光纜、明線等可見的物理媒體。
無線通訊的通道：有長波、中波、短波、超短波、微波、毫米波、紅外線、可見光、X射線、宇宙射線等各種不同頻率的無線電波;無線電波又稱為電磁波，其傳輸方式有天空波、地面波、空間波、散射波。

此外，流星餘跡也可以作為傳輸資訊的通道，這種通訊方式稱為流星餘跡通訊（利用流星餘跡反射無線電波而進行的遠距離通訊）。

（二）計算機網路通訊：

計算機網路有區域網、都會網路、廣域網、藍芽等多種型別，其中既有有線通道又有無線通道。通過這些有線或無線通道，使用者的各種固定終端或移動終端，就可以接入各種通訊網或計算機網路，獲取或交換各種資訊，達到通訊的目的。

網路傳輸介質：指在網路中傳輸資訊的載體，與上述通道含義相同。有線傳輸介質是指在兩個通訊裝置之間實現的物理連線部分，它能將訊號從一方傳輸到另一方，有線傳輸介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。雙絞線和同軸電纜傳輸電訊號，光纖傳輸光訊號。
不同的傳輸介質，其特性也各不相同，它們不同的特性對網路中資料通訊質量和通訊速度有較大影響。

(1) 區域網：

a.區域網的定義：

區域網（Local Area Network，LAN）是在一個區域性的地理範圍內（如一個學校、工廠和機關內），一般是方圓幾千米以內，將各種計算機，外部裝置和資料庫等互相聯接起來組成的計算機通訊網。

b.區域網的組成：

區域網由網路硬體（包括網路伺服器、網路工作站、網路印表機、
網絡卡、網路互聯裝置等）和網路傳輸介質，以及網路軟體所組成。

區域網嚴格意義上講是封閉型的，可以由辦公室內的兩臺計算機組成，也可以由一個公司內的上千臺計算機組成。

c.區域網的分類：

若按網路使用的傳輸介質分類，區域網可分為有線網和無線網。

d.區域網的拓撲結構：

1.星狀結構：星狀結構網路是由中心節點（又稱中央轉接站，一般是集線器或交換機）和其他節點（從節點）組成的。其中每個從節點裝置都以中心節點為中心，通過連線線與中心節點相連。中心節點可直接與從節點通訊，而從節點與從節點之間必須通過中心節點才能通訊。在星狀結構的網路系統中，任意兩個工作站之間的通訊最多隻需兩步，所以傳輸速度快。另外，它的網路構形簡單，建網容易，便於控制和管理。但是這種網路系統的網路可靠性低，網路共享能力差。

那麼為什麼共享能力差呢？因為這裡的共享指的是，各個資源（從節點）之間的互訪，又因為每個資源之間都要通過中心節點才能互訪，所以肯定就會慢很多，共享能力就差了。
我們再來看看可靠性，顯然，在這種結構下，只要中心節點一掛整個網路就全癱瘓了，大大大的不可靠哇！

2。匯流排結構：是將網路中的所有的裝置通過相應的硬體介面和線纜直接連線在共同的傳輸介質（一條所有PC都可訪問的公共通道即匯流排）上。
匯流排型拓撲結構的資料傳輸是廣播式傳輸結構，結點裝置能通過匯流排將資料傳送給網路上的所有的計算機。在這裡，雖然連線在總線上的任何一個節點都能接收到來自匯流排的資料，但是隻有計算機地址與訊號中的目的地址相匹配的計算機才真正接收。
匯流排有一定的負載能力，因此，匯流排長度有一定限制，一條匯流排也只能連線一定數量的結點。
匯流排結構網路簡單、靈活，可擴充效能好，所以進行結點裝置的插入與拆卸非常方便。另外，匯流排結構網路可靠性高，網路節點響應速度快，共享資源能力強，裝置投入小成本低，安裝使用方便，當某個工作站節點出現故障時，對整個網路系統影響小。因此匯流排結構網路是最普遍使用的一種網路。但是由於所有的工作站都使用一條匯流排，所以實時性較差。

3.環狀結構：環狀結構網路是網路中各個結點通過一條首尾相連的通訊鏈路連線起來的一個閉合環狀結構網。
環路上任何結點均可以請求傳送資訊。請求一旦被批准，便可以向環路傳送資訊。在網路中資訊設有固定方向單向流動，因為兩個工作站節點之間僅有一條通路，所以系統中無通道選擇問題。
由於環線公用，一個結點發出的資訊必須穿越環中所有的環路介面，資訊流中目的地址與環上某結點地址相符時，資訊被該結點的環路介面所接收，而後資訊繼續流向下一環路介面，一直到流回傳送該資訊的環路介面結點為止。由於資訊源在環路中是序列地穿過各個節點，當環中節點過多時，勢必影響資訊傳輸速率，使網路的響應時間延長；環路是封閉的，不便於擴充。
單純的環型拓撲結構可靠性低，一個節點故障，將會造成全網癱瘓，維護難，對分支節點故障定位較難。當前的區域網幾乎不使用單純的環形拓撲結構。而環形結構的一種改變形式，也稱星型環拓撲結構流行於某些型別的網路中。

4.樹狀結構：樹狀結構是天然的分級結構，又稱為分級的集中式網路。

e.常用的區域網協議：

1.乙太網： 是當今現有區域網採用的最通用的通訊協議標準，它不是一種具體的網路，而是一種技術規範。乙太網規定了包括物理層的連線、電訊號和介質訪問層協議的內容，在很大程度上取代了其他區域網標準。
IEEE 802.3是一種基帶匯流排區域網，其中以無源的電纜作為資料傳輸的匯流排。
在匯流排結構的區域網中，任何一個終端所傳送的訊號都能被其他所有終端接收。由於多個終端共用一個傳輸通道，因此必須遵從媒質訪問控制協議，確定在任意時刻，傳輸通道上的哪一個終端可以傳輸資料。
乙太網絡採用的媒質訪問控制方法是CSMA/CD（載波監聽多路訪問及衝突檢測）技術。在介紹CSMA/CD工作原理之前，先介紹一下衝突的概念：
若網路上有兩個或兩個以上的工作站同時傳送資料，在總線上就會產生訊號的混合，哪個工作站都辨別不出真正的資料是什麼，這種情況稱為資料衝突或碰撞。
CSMA/CD工作原理：終端裝置在向匯流排傳送資料之前，先監聽匯流排是否空閒（是否有衝突）。若匯流排空閒，則把準備好的資料傳送到總線上;若匯流排忙（有衝突），則不傳送。但是要傳送一個加強衝突的JAM訊號，以便網路上所有工作站都知道網上發生了衝突。然後，等待一個預訂的隨機時間，且在匯流排為空閒時，再重新發送未發完的資料。

2.IEEE 802.4令牌匯流排：令牌匯流排是一種在匯流排拓撲結構中利用“令牌”（token）作為控制節點訪問公共傳輸介質的確定型介質訪問控制方法。
令牌是一種特殊的幀，在需要用到令牌概念的區域網網路上的所有節點裝置中，只有得到令牌的節點才能傳送幀。
令牌匯流排策略中使用“令牌的思想”，避免了採用令牌匯流排方法的區域網（令牌匯流排區域網）中多個節點同時訪問匯流排引起的幀碰撞。
令牌匯流排區域網的主要特點，是它在物理上是一個匯流排網，而在邏輯上確是一個令牌網。
整個網路上只有一個令牌，邏輯上所有結點構成一個環，令牌沿邏輯迴圈傳送，傳遞的順序與站的物理位置無關。

3.令牌環：由於令牌環的思想主要用於令牌環網中，而令牌環網現幾乎已經完全被乙太網所取代，這裡不再詳細說明。

4.無線區域網：無線區域網是利用電磁波在空氣中傳輸資料，而不需要線纜介質的區域網絡環境。
無線區域網中的硬體裝置：
a.無線網絡卡：無線網絡卡是無線區域網的介面，它是不通過有線連線，採用無線訊號進行資料傳輸的終端。能夠實現無線區域網各客戶機間的連線與通訊。
b.無線AP：無線AP就是無線區域網的接入點，相當於一個連線有線網和無線網的橋樑。其主要作用類似於有線網路中的集線器，是將各個無線網路客戶端連線到一起，然後將無線網路接入乙太網。
c.無線天線：當計算機與無線AP或其他計算機相距較遠時，或者根本無法實現與AP或其他計算機之間通訊，此時，就必須藉助於無線天線對所接收或傳送的訊號進行增益（放大）。

每個無線工作站網絡卡都由唯一的實體地址標識，該實體地址的編碼方式類似於乙太網實體地址，是48位。網路管理員可在無線區域網訪問點（AP）中手工維護一組允許訪問或不允許訪問的MAC地址列表，以實現實體地址的訪問過濾。

（2）Internet和廣域網

a.廣域網定義：

廣域網是一種把更廣的區域（譬如一個城市、一個國家、甚至全世界）的計算機裝置聯接起來的網路，通常是郵電事業部門經營和管理、超越部門和局域的向公眾提供使用的遠端公用資訊通訊網，有時也稱為遠端網。
廣域網的通訊子網主要使用分組交換技術，將分佈在不同地區的區域網或計算機系統互連起來，達到資源共享的目的。

b. Internrt的定義：

Internet （因特網）是由那些互相通訊的路由器和公共網際網路（公共網際網路由許多計算機連線形成）連線而成的全球網路（邏輯網），它是一個資訊資源和資源共享的集合。

c. Interner提供的常用服務：

1.E-mail服務：
電子郵件類似於普通訊件，它的收發過程和普通訊件的工作原理非常相似。只不過，通過電子郵件服務傳送的郵件不是具體實物，而是電訊號，因此它可以傳送很多普通訊件無法傳送的東西，例如動畫。
常用的電子郵件協議：
SMTP（簡單郵件傳輸協議）：是一組傳送郵件的規則，由它來控制信件的中轉方式，它幫助每臺計算機在傳送或中轉信件時找到下一個目的地。
POP：即郵局協議，用於電子郵件的接收。主要用於支援使用客戶端遠端管理在伺服器上的郵件。例如，它支援本地計算機上的使用者代理程式連線到郵件伺服器上，將使用者的郵件取回到本地閱讀。
IMAP(網際網路訊息訪問協議)：一種功能更強大，也更復雜的郵件接收的協議。

2.共享遠端的資源（遠端登入服務Telnet）:遠端登入是指允許本地使用者登入到網路中的另一主機（遠地系統）上成為那臺主機的終端。登入成功以後，本地使用者就可以像遠地系統的一個使用者那樣操作網路主機的資源。
通過遠端登入，本地計算機便能與網路上另一遠端計算機取得“聯絡”，並進行程式互動。

3.FTP服務：
FTP既是一種控制檔案傳輸的協議，也是一個應用程式。作為應用程式，它是檔案傳輸的最主要工具，可以傳輸任何格式的資料。FTP應用程式根據FTP協議在客戶機/伺服器間進行檔案傳輸。

4.WWW:
WWW（全球資訊網或簡稱Web）是一個資訊檢索服務系統，通過網際網路訪問，為人們提供了一種查詢和共享資訊的手段。
分為Web客戶端和Web伺服器程式。 WWW可以讓Web客戶端（常用瀏覽器）訪問瀏覽Web伺服器上的頁面。Web伺服器是可以向發出請求的瀏覽器提供文件的程式。
從網頁伺服器上取回來的“文件”或“網頁”由網頁瀏覽器程式顯示。
Web把Internet上現有資源統統連線起來，使使用者能在Internet 上已經建立了WWW伺服器的所有站點提供超文字媒體資源文件。

網路伺服器是網路環境下為客戶提供某種服務的專用計算機。

d. IP專用網：

本地地址：僅在本機結構內有效的IP地址。
全球地址：向因特網的管理機構申請的全球唯一的IP地址。
專用地址：只能用作本地地址，而不能用作全球地址。

由於IP地址緊缺，一個機構能夠申請到的IP數往往小於本機構所擁有的主機數。在許多情況下，很多主機主要還是和本機構內的其他主機通訊，顯然這些計算機並不都需要和因特網相連。為了節約寶貴的全球IP資源，可以讓本機構內部的計算機使用本地地址。

為了避免機構內部的主機和因特網連線時，本地地址和因特網中的某個IP地址重合，RFC1918指明瞭一些專用地址，這些地址只能用於一個機構內部通訊，而不能用於和因特網上的主機通訊。在因特網中的所有路由器，對於目的地址是專用地址的資料報一律不進行轉發。

RFC1918指明的專用地址是：
10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10/8位元字首)
172.16.0.0 - 172.31.255.255 (172.16/12位元字首)
192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168/16位元字首)

採用這樣的專用IP地址的網際網路絡稱為專用網際網路或本地網際網路，簡稱專用網。可能會有很多的專用網具有相同的專用IP地址，但因為這些專用地址僅在本機構內部使用，所以不會引起麻煩。專用IP地址也叫可重用地址。

專用網舉例：對於高校來說，校園網或者圖書館內部的區域網及通訊網路就是專用網。

好了，計算機網路通訊系統龐大且複雜，我簡單地介紹了一些基本概念，希望對於理解我將要介紹的下面的內容有所幫助。

（三）計算機網路體系結構：

計算機網路的基本概念中，分層次的體系結構是最基本的。

網路協議：計算機網路由多個互連的結點組成，結點之間要不斷地交換資料和控制資訊。要做到有條不紊地交換資料，每個結點就必須遵守一套事先約定好的規則。這些規則稱為網路協議（簡稱協議）。組織複雜的計算機網路協議的最好方式就是採用層次模型，既邏輯上把不同的協議分在不同的網路層次上，每一層可有一個或多個協議。

網路體系結構：計算機網路的各層及其協議的集合，稱為網路的體系結構。

網路服務：指利用在網路上執行的、面向服務的、基於分散式程式的軟體模組兒進行的 服務方式。

開放系統互連參考模型（OSI/RM）：開放系統互連參考模型為實現開放系統互連所建立的通訊功能分層模型。
OSI/RM依據網路的整個功能分成七個層次。層與層之間的聯絡是通過各層之間的介面來進行的，上層通過介面向下層提供服務請求，而下層通過介面向上層提供服務。

從下到上OSI/RM的各層及其主要功能如下：

物理層：物理層的主要功能是利用物理傳輸介質（有線介質或無線介質），在通訊的兩個資料終端裝置間形成一條通路，以便透明地傳送位元流。
資料鏈路層：在物理層提供位元流傳輸服務的基礎上，在通訊實體之間建立資料鏈路連線，傳送以幀為單位的資料，採用差錯控制、流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的資料鏈路。

兩臺主機在進行通訊時，主機1和主機2都有完整的5層協議（假設沒有會話層和表示層），但路由器在轉發分組時使用的協議棧只有下面三層。資料進入路由器後要先從物理層上到層，在轉發表中找到下一跳的地址後，再下到物理層轉發出去。因此資料從主機1傳送到主機2需要在路徑中的各節點的協議棧向上向下流動多次。

網路層：網路層介於傳輸層和資料鏈路層之間，它在資料鏈路層提供的兩個相鄰端點之間的資料幀的傳送功能上，進一步管理網路中的資料通訊。網路層的目的是實現兩個端系統之間的資料透明傳送（物理層是位元透明傳送）。

傳輸層：傳輸層為應用程序之間提供端到端的邏輯通訊。

會話層：建立、組織、協調兩個互相通訊的應用程序之間的互動。

表示層：主要用於處理在兩個通訊系統中交換資訊的表示方式。通過抽象的方法來定義一種資料型別或資料結構，並通過使用這種抽象資料結構在各端系統之間實現資料型別和編碼的轉換。

應用層：應用層是計算機網路與終端使用者之間的介面，是利用網路資源唯一向應用程式直接提供服務的層。

簡單地說明了一下OSI/RM的層次結構及功能，下面我們來看一些這裡面需要注意的細節問題。

a.兩臺計算機在通過網路進行通訊時，只有物理層才有直接連線。其餘層是通過各對等層的協議來進行通訊，如兩個對等的網路層使用網路層協議通訊。只有兩個物理層之間才能通過媒體進行真正的資料通訊。

b.在OSI/RM中系統間的通訊資訊流動過程如下：`
傳送端的各層從上到下逐步加上各層的控制資訊，所構成的位元流傳遞到物理通道，通過物理通道傳輸到接收端的物理層，接收端從下到上逐層去掉相應層的控制資訊，所得到的資料流最終傳送到應用層的程序。

c.鏈路是從一個節點到它的相鄰節點（中間沒有其他節點）之間的一段物理線路，它只是一條路徑的組成部分。兩臺計算機之間的通訊路徑往往要經過許多這樣的鏈路。
在一條線路上傳送資料時，除了需要這樣的物理線路以外，還需要通訊協議來控制資料的傳輸。這種加上了通訊協議的的鏈路就是我們平時所說的資料鏈路。
d.從IP層（網路層）來說，通訊的兩端是兩個主機。但是真正進行通訊的實體是兩個主機中的程序，兩個主機進行通訊就是兩個主機中的應用程式進行互相通訊，具體的實現方法由傳輸層控制。

總之，如果想要深入理解計算機網路，那麼對於它的體系結構以及簡單通訊過程是必須要掌握的。我大致提了一些基本概念，如果是想要深入理解，建議側重關鍵詞看書查資料。