网络分类和分层架构
一、网络分类
1.按地理范围划分：个人区域网、局域网、城域网、广域网
个人区域网：PAN (Personal Area Network)，范围很小，大约在 10 米左右。通常包含一台计算机、一个手机或者一个手持计算设备。
广域网 WAN (Wide Area Network)，作用范围通常为几十到几千公里。作用范围较大，通常指国家或者更大的区域
城域网：MAN (Metropolitan Area Network)，作用距离约为 5 ~ 50 公里。作用范围次大，通常指一个城市或者多个城市之间。
局域网：LAN (Local Area Network)，局限在较小的范围（如 1 公里左右）。局域网是指局限于一个地点、一栋建筑或一组建筑的网络。
2.按网络拓扑结构划分：总线型拓扑、星型拓扑、树形拓扑和网状拓扑
总线拓扑结构所有设备连接到一条连接介质上。总线结构所需要的电缆数量少，线缆长度短，易于布线和维护。多个结点共用 一条 传输信道，信道利用率高。但不容易诊断故障。所有入网设备共用一条物理传输线路，所有的数据发往同一条线路，并能够由附接在线路上的所有设备感知。入网设备通过专用的分接头接入线路。 总线网拓扑是局域网的一种组成形式。
特点：
多台机器共用一条传输信道，信道利用率较高；
同一时刻只能由两台计算机通信；
某个结点的故障不影响网络的工作；
网络的延伸距离有限，结点数有限。
星型拓扑结构是一个中心，多个分节点。它结构简单，连接方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。网络延迟时间较小，传输误差低。中心无故障，一般网络没问题。中心故障，网络就出问题，同时共享能力差，通信线路利用率不高。以一台中心处理机(通信设备)为主而构成的网络，其它入网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路，中心处理机采用分时或轮询的方法为入网机器服务，所有的数据必须经过中心处理机。
适用场合：局域网、广域网。
特点：
网络结构简单，便于管理(集中式)；
每台入网机均需物理线路与处理机互连，线路利用率低；
处理机负载重(需处理所有的服务)，因为任何两台入网机之间交换信息，都必须通过中心处理机；
入网主机故障不影响整个网络的正常工作，中心处理机的故障将导致网络的瘫痪。
树形拓扑结构从总线拓扑演变而来。形状像一棵倒置的树,顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可再带子分支，树根接收各站点发送的数据，然后再广播发送到全网。好扩展，容易诊断错误，但对根部要求高。
环形拓扑结构是节点形成一个闭合环。工作站少，节约设备。当然，这样就导致一个节点出问题，网络就会出问题，而且不好诊断故障。入网设备通过转发器接入网络，每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环形网的数据传输具有单向性，一个转发器发出的数据只能被另一个转发器接收并转发。所有的转发器及其物理线路构成了一个环状的网络系统。
适用场合：局域网以及实时性要求高的环境。
特点：
实时性较好(信息在网中传输的最大时间固定)；
每个结点只与相邻两个结点有物理链路；
传输控制机制比较简单；
某个结点的故障将导致物理瘫痪；
单个环网的结点数有限。
网形拓扑结构是应用最广泛的，它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响，一旦线路出问题，可以做其他线路，但太复杂，成本高。利用专门负责数据通信和传输的结点机构成的网状网络，入网设备直接接入结点机进行通信。网状网络通常利用冗余的设备和线路来提高网络的可靠性，因此，结点机可以根据当前的网络信息流量有选择地将数据发往不同的线路。
适用场合：主要用于地域范围大、入网主机多(机型多)的环境，常用于构造广域网络。
3.按服务提供划分：共有网络和私有网络
公网：顾名思义，就是公共网络，也叫做外网，没有限制，只要能上网的用户，都可以访问，比如类似百度，新浪这样的网站，只要你有网络，不管你是宽带，光纤，还是5G，WIFI，都可以访问打开。
私网：相当于是一个局域网，也叫做私网，只有属于局域网内部的成员，才可以访问。比如公司内部服务器上搭建的FTP文件系统，你只能使用公司内部的电脑才可以访问，脱离了内网环境，你就不能访问服务器上的任何文件了。
二、网络分层架构
1.ISO/OSI RM模型
OSI(Open System Interconnection)，全称OSI/RM(Open System Interconnection Reference Model)，意为开放系统互联参考模型。这个模型把网络通信的工作分为7层，它们由低到高分别是物理层(Physical Layer)，数据链路层(Data Link Layer)，网络层(Network Layer)，传输层(Transport Layer)，会话层(Session Layer)，表示层(Presentation Layer)和应用层(Application Layer)。Physical Layer到Network Layer为OSI/RM的低三层，负责创建网络通信连接的链路；Transport Layer到Application Layer为OSI/RM的高四层，具体负责端到端的数据通信。
| 层次 | 名称 | 主要功能 | 主要设备及协议 |
|---|---|---|---|
| 7 | 应用层 | 实现具体的应用功能 | DHCP、FTP、HTTP、SMTP、POP3、TELNET、DNS、NTP |
| 6 | 表示层 | 数据的格式与表达、加密、压缩 | HTTP、HTML、FTP、Telnet、ASN |
| 5 | 会话层 | 建立、管理和终止对话 | ADSP·ASP·H.245·ISO-SP·iSNS·NetBIOS·PAP·RPC等 |
| 4 | 传输层 | 端到端的连接 | TCP、UDP、TLS |
| 3 | 网络层 | 分组传输和路由选择 | 三层交换机、路由器 |
| 2 | 数据链路层 | 传输以帧为单位的信息 | 网桥、交换机、网卡,PPTP、L2TP、SLIP、PPP、WIFI |
| 1 | 物理层 | 二进制传输 | 中继器、集线器、网卡、光纤、双绞线、同轴电缆 |
2.TCP/IP协议栈
TCP/IP协议并不是指某一个具体的协议，它是指代一系列的协议栈，因此也叫TCP/IP协议栈或者TCP/IP协议簇，下图将对比TCP/IP协议栈和OSI模型的区别：
3.每层的通信标识（地址）是什么？传输的数据单元名称是什么？
| 序号 | 层 | 传输对象 | 地址 |
|---|---|---|---|
| 1 | 应用层 | 报文（Message） | / |
| 2 | 传输层 | （1）TCP 报文段（Segment）（2）UDP 数据报（Segment） | 端口号 |
| 3 | 网络层 | 分组 / 数据包（Packet）、IP数据报（Datagram） | IP地址 |
| 4 | 数据链路层 | 帧（Frame） | MAC地址 |
| 5 | 物理层 | bit流 | / |
4.封装、解封装
封装：在数据变成比特流（物理层）的过程中，从上到下每层往数据增加头部的操作叫做封装。
解封装：从物理层接收到的比特流从下到上每层去除头部的操作叫做解封装。
TCP/IP协议栈的封装解封装过程：
5.复用的概念
多个用户使用一个IO资源 发送消息 时，我们称之为“复用”。
在应用层：操作系统的 多个线程 利用一个端口
在运输层：操作系统的 多个进程（这里一个端口表示一个进程） 利用一个运输层协议（或者称为运输层接口）发送数据称为复用
在网络层：局域网内多个主机利用一个路由网关发送消息给互联网的其他主机。这也是复用技术。
相反，接收就是分用
6.每层使用的网络物理设备
物理层设备
信号放大器，信号在传输的过程中是要衰减的，中继器的作用就是将信号放大，使信号能传的更远.
它是多端口的中继器，把每个输入端口的信号放大再发到别的端口去，可以实现多台计算机之间的互联，因为它有很多的端口，每个口都能连计算机。
链路层设备
常用来连接独立的计算机，端口较网桥多，有虚拟局域网的建立功能。现代交换机是这样处理数据帧的：一旦目标头域（目标地址）已经进来了，尽管帧的其他部分还没有到达，则只要输出线路可以使用，交换机就开始转发该帧，而不需理会帧后面的内容，也即是说交换机并没有使用“存储—转发”交换方式【?】。
网络层设备
提供网络层的协议转换，并在不同网络之间存储和转发分组。把数据（IP报文）传送到正确的网络。IP路由器的主要功能分为IP数据包的转发、路由的计算和更新、ICMP消息的处理、网络管理以及安全服务五个方面。
7.分层的基本概念
上层利用下层提供的服务，以完成本层数据单元的传输