计算机网络世界是人类虚拟出来的一个世界,但建立在物理可见的设备上面。这些设备包括:主机、服务器、移动设备、路由器、链路层交换机、调制解调器、基站、手机和蜂窝电话塔等。它将我们平时最常接触的设备,比如手机电脑等,称为网络的边缘;而将提供服务的服务器、路由器和交换机等称为网络的核心。如下面这个图,云彩是网络的核心,其余是网络的边缘。
处在网络边缘的设备,想要上网,就需要通过因特网服务提供商(Internet Service Provider),简称ISP。网络提供商提供了什么呢?其实就是一个网络,这个网络由多个分组交换机和多段通信链路组成。同时ISP也为我们普通用户提供了接入网络的方式,在你交钱之后,可以通过宽带、无线等方式进行接入。
在我们顺利的连上网之后,就可以进行刷抖音、刷剧、打游戏甚至学习了。打游戏最怕的就是卡顿了,准星已经瞄准了敌人的脑袋,忽然画面一切,自己已经成盒。信息在传输的过程中会经过很多结点,这些结点包括路由器或者交换机等。经过每个结点都会存在时延,基本包括四个时延:处理时延、排队时延、传输时延和传播时延。带宽决定的就是传输时延,如果带宽比较低,那么我们推出信息流和接收信息流的能力就会较低,也就是传输时延会增大。当然,平时不卡,今天忽然卡,更大的可能是邻居刚刚破解了你的wifi密码。
不论是绚丽多彩的视频还是枯燥乏味的文字,在计算机网络的眼里都一视同仁——信息。所有信息都会以比特流的形式通过计算机网络进行传输,从天南到地北,从天涯到海角。信息纷乱错杂,如果没有一定的规则,可能会鸠占鹊巢,狗刨猫窝,于是因特网的先驱者们指定了许多规则,这些规则被称为——协议。因为需要定义的标准太多,为了标准化网络协议,网络设计者以“分层”的方式组织这些协议。互联网协议栈由五层构成:
将应用层细分为应用层、表示层和会话层,就是ISO七层模型。总之,每个协议都将属于其中的某一层,从而只处理这一层中的事务。
计算机网络繁综复杂,任何一个协议要求足够精简,从而节约资源,也要求足够健壮,防止成为入侵者的屠刀。有的协议追求前者,有的追求后者,还有的在两者之间追求一个平衡,使用哪个协议,是开发者需要深思熟虑的问题。因为计算机网络世界是一个陌生人的世界,是一个考验人性的世界,网络中有很多坏家伙,他们想要盗取你的手机号,想要瘫痪你的服务器,想要找你买茶叶,反而互相信任的通信可能成为了一个例外。熟悉协议就是熟悉规则,熟悉规则就可以在这个世界里游刃有余,接下来的几篇将逐步介绍各种互联网协议,欢迎来到计算机网络世界!