入门

在计算机网络的入门阶段，理解基础概念、模型和协议是至关重要的。以下是对这些知识点的深入介绍：

基本概念

定义与重要性：计算机网络是指通过通信设备和线路将地理位置不同的、具有独立功能的多个计算机系统连接起来，以实现资源共享和信息传递的系统。它极大地提高了工作效率和资源利用率。
网络拓扑结构：
- 总线型（Bus）：所有节点共享一条通信线路，易于布线但存在冲突域问题。
- 星型（Star）：每个节点都通过独立的线路连接到中心节点（通常是交换机或集线器），可靠性高但成本也较高。
- 环形（Ring）：节点形成一个闭合环，数据沿着环流动，管理简单但单点故障影响大。
网络类型：
- 局域网（LAN）：覆盖范围小，通常用于同一建筑内。
- 广域网（WAN）：跨越较大的地理区域，如城市或国家之间。
- 城域网（MAN）：介于局域网和广域网之间的网络，覆盖一个城市的范围。

OSI 模型与 TCP/IP 协议栈

OSI 七层模型：提供了一个理论框架来理解网络中不同层次的功能如何协同工作。
- 物理层：处理硬件层面的数据传输，如电压水平、物理连接等。
- 数据链路层：负责节点间的数据帧传输及错误检测。
- 网络层：处理路由选择，决定数据包的最佳路径。
- 传输层：保证端到端的数据传输正确无误，包括 TCP 和 UDP 协议。
- 会话层：建立、管理和终止应用程序之间的通信会话。
- 表示层：负责数据格式转换、加密解密等。
- 应用层：直接为用户提供服务，如 HTTP、FTP 等协议。
TCP/IP 四层模型：实际应用中的简化版本，更贴近现实世界中的网络实现。
- 网络接口层：对应 OSI 模型的物理层和数据链路层。
- 互联网层：对应网络层，IP 协议在此层工作。
- 传输层：与 OSI 模型相同，处理端到端的通信。
- 应用层：整合了 OSI 模型的会话层、表示层和应用层的功能。

IP 地址与子网划分

IPv4 vs IPv6：IPv4 使用 32 位地址，而 IPv6 使用 128 位地址，大大增加了地址空间，缓解了 IPv4 地址枯竭的问题。
子网掩码与 CIDR：子网掩码用于区分 IP 地址中的网络部分和主机部分。CIDR（无类别域间路由）是一种分配和路由 IP 地址的方法，允许更灵活地划分网络。
私有 IP 地址范围：特定保留的 IP 地址范围用于内部网络，不会在全球互联网上被路由，例如 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 和 192.168.0.0/16。

网络设备

路由器：在网络间转发数据包，根据目标 IP 地址确定最佳路径。
交换机：在同一网络内转发数据帧，提高局域网内的通信效率。
集线器：早期的网络设备，简单地广播接收到的数据帧给所有端口，已被交换机取代。
无线接入点（AP）：允许无线设备连接到有线网络，充当无线网络和有线网络之间的桥梁。

通过上述内容的学习，可以构建起对计算机网络的基本认识，并为进一步学习高级主题打下坚实的基础。