🛜 网络通信基本概念

👩‍❤️‍👨 通信（Communication）

核心定义：信息在发送方与接收方之间通过某种媒介传递的过程。

三大类型：

  • 人与人：电话、邮件、面对面交谈。

  • 人与物：手机控制智能家居、扫描二维码。

  • 物与物（M2M）：传感器网络自动交换数据（如工业设备状态同步）。

关键要素：

  • 信息：传递的内容（文字、声音、图像等）。

  • 媒介：传输通道（空气（声波）、电缆、光纤、无线电波）。

  • 协议：双方约定的规则（如语言、摩尔斯电码、TCP/IP）。

☎️ 网络通信（Network Communication）

核心定义：终端设备（计算机、手机、服务器等）通过计算机网络进行信息交换。

示例一：两台设备直连交换信息

示例二：两台设备通过互联网交换信息

示例三：多台设备通过路由器交换信息

↔️ 信息传递过程

虚拟的信息传递与真实的物品传递过程有许多相似之处。

现实：[物品] --> [打包成包裹（打标签）] --> [集散中心（中转）] --> [运输（传输）] --> [集散中心（根据标签送）] --> [拆包裹（解封）] --> [物品]

虚拟：[计算机数据] --> [封装数据] --> [网关路由器] --> [Internet] --> [网关路由器] --> [解封数据] --> [计算机数据]

🧰 计算机网络的物理组件

一个完整的的计算机网络主要由硬件、软件和协议三大部分组成。

硬件：主要由路由器、交换机、防火墙、无线控制器、无线接入点以及个人电脑、网络打印机、服务器等设备构成

软件：一些常见软件

OpenVPN

  • 虚拟私人网络加密通道

  • 端口：1194

  • 基于 TCP 协议

SQLserver

  • 微软推出的关系数据库

  • 端口：1433

  • 基于 TCP 协议

Rsync

  • 远程同步

  • 端口：873

  • 基于 TCP 协议

Oracle

  • 甲骨文推出的数据库软件

  • 端口：1521

  • 基于 TCP 协议

MySQL

  • 开源数据库软件

  • 端口：3306

  • 基于 TCP 协议

Squid

  • HTTP 代理服务器软件

  • 端口：3128

  • 基于 TCP 协议

PostgreSQL

  • 对象 - 关系型数据库管理系统

  • 端口：5432

  • 基于 TCP 协议

Redis

  • 远程字典服务

  • 端口：6379

  • 基于 TCP 协议

Tailscale

  • 基于 WireGuard®的 VPN

  • 端口：41641

  • 基于 UDP 协议

协议：一些常见协议

TCP

  • 传输控制协议

  • 需要通过「三次握手」建立连接，确保双方准备就绪

UDP

  • 用户数据报协议

  • 无连接、不保证可靠交付、面向报文

FTP

  • 文件传输协议

  • 端口：21

  • 基于 TCP 协议

SSH

  • 安全外壳协议

  • 端口：22

  • 基于 TCP 协议

Telnet

  • 远程登陆协议

  • 端口：23

  • 基于 TCP 协议

SMTP

  • 邮件传输协议

  • 端口：25

  • 基于 TCP 协议

DNS

  • 域名解析

  • 端口：22

  • 同时支持 TCP/UDP

TFTP

  • 简单文件传输协议

  • 端口：69

  • 基于 TCP 协议

HTTP

  • 超文本传输协议

  • 端口：80

  • 基于 TCP 协议

POP3

  • 邮局协议版本 3

  • 端口：110

  • 基于 TCP 协议

NFS

  • 共享文件系统

  • 端口：111/892/2049

  • 基于 TCP 协议

RPC

  • 远程过程调用

  • 端口：135

  • 同时支持 TCP/UDP

NetBIOS

  • 网络基本输入 / 输出系统

  • 端口：137-139

  • 同时支持 TCP/UDP

IMAP

  • 互联网邮件访问协议

  • 端口：143

  • 基于 TCP 协议

SNMP

  • 简单网络管理协议

  • 端口：161-162

  • 同时支持 TCP/UDP

LDAP

  • 轻型目录访问协议

  • 端口：389

  • 同时支持 TCP/UDP

HTTPS

  • 超文本传输安全协议

  • 端口：443

  • 同时支持 TCP/UDP（HTTP3）

SMB

  • 服务器信息块

  • 端口：445

  • 同时支持 TCP/UDP

SMTPS

  • 安全简单邮件传输协议

  • 端口：456

  • 基于 TCP 协议

MQTT

  • 消息队列遥测传输

  • 端口：1883

  • 基于 TCP 协议

RDP

  • 远程桌面协议

  • 端口：3389

  • 同时支持 TCP/UDP

TLS

  • 远程桌面协议

  • 端口：443

  • 基于 TCP 协议

NTP

  • 网络时间协议

  • 端口：123

  • 基于 TCP 协议

📠 硬件

📨 路由器

网络层设备，可以在因特网中进行数据报文转发。

  • 隔离广播域（WAN 口、LAN 口），每个口对应一个广播域

  • 构建并维护路由表（Routing Table）

  • 路径（路由信息）选择、IP 报文转发

  • 网络层（第三层）设备，转发数据包

🔁 交换机

距离终端用户最近的设备，用于终端用户接入网络、对数据进行交换等。

  • 终端设备 (PC、服务器等) 的网络接入

  • 二层交换 (Layer2 Switching)

  • 数据链路层（二层）设备，数据帧

🧱 防火墙

保障安全，对流量进行控制

  • 分为硬件防火墙和软件防火墙

🛜 无线设备

通过无线电信号，组建起一张看不见的网络。

  1. 实现终端设备无线网络接入

  2. 二层交换 (Layer 2 Switching)

两种无限设备

  • AP：无限接入

    • 胖 AP：类似家用路由器，将功能集成在胖 AP 上，可以理解成集成无线控制器的 AP，可以设置密码、名称、覆盖范围、黑名单等等，一般用于家庭

    image-ebEm.png

    • 瘦 AP：功能点没那么齐全需要结合 AC（无线控制器）来使用，瘦 AP+AC 一般使用在复杂的网络环境（校园网、公司网络）

  • AC：无限控制器，可以设置密码、名称、覆盖范围、黑名单，控制上网策略等等

🔌 集线器

📱 终端

网络类型与网络拓扑

网络类型

按地域范围分类

  • LAN(Local Area Network)

    • LAN 也称为局域网。

    • 通常有限区域中相对距离较近的网络，可以通过某种介质互联的计算机、打印机 modem 或其他设备的集合。

  • MAN(Metropolitan Area Network)

    • MAN 也称为城域网。

    • MAN 覆盖范围为中等规模，介于局域网和广域网之间，通常是在一个城市内的网络连接 (距离为 10KM 左右)。

  • WAN (Wide Area Network)

    • WAN 也称为广域网。

    • 分布距离远，通常是几十千米到几千千米区域 (比如看跨国通信等)，它通过各种类型的串行连接以便在更大的地理区域内实现接入。

拓扑类型

物理拓扑

  • 物理拓扑是设备和电缆的物理布局

  • 物理拓扑主要类别包括星型、总线型、环型、树型、网状型和组合型拓扑等

逻辑拓扑

  • 逻辑拓扑是指数据从网络中的一个位置传输到另一个位置的转发路径

网络标准化组织

作为尝试了解即可

  • 国际标准化组织 (ISO)✨

    • 定义了 OSI 参考模型

  • 电子电器工程师协会 (IEEE)✨

  • 国际电信联盟 (ITU)

  • :INTERNET 架构委员会 (IAB)

  • 互联网工程任务组 (IETF)

  • 互联网编号分配机构 (IANA)

  • "Request for Comments (RFC，请求评论)

    • RFC 是一系列以编号排定的文件，基本的互联网通信协议都有在 RFC 文件内详细说明。

    • RFC 不是一个组织机构，而是一个开放的协作平台，任何人都可以提交和讨论 RFC 文档。