小智：大鵬哥，我最近看了下計算機網絡，把書上的內容都過了一遍，可是感覺還是串不起來，不知道計算機網絡到底講了些什么內容，也不知道重點在哪里，你能不能給我梳理梳理呀！

計算機為什么要聯網

大鵬：行，那咱們就從“計算機網絡”這五個字說起，計算機網絡，顧名思義，就是由計算機組成的網絡，那計算機組成網絡要干什么呢？我們知道，不聯網的計算機只能單兵作戰(zhàn)，只能玩單機游戲，只能簡單的處理文檔，而通過聯網，計算機可以玩網游，可以看電影，可以聊QQ，總之，計算機聯網之后功能大大擴展。那回到剛剛計算機要組成網絡的問題，很顯然，計算機組網是為了計算機能相互通信，是為了避免信息孤島，能夠將網絡中的信息傳播到各個地方。 計算機間的通信跟人與人之間溝通對話很類似，人與人溝通對話使用語言，語言有很多種，但是每種語言都有自己的語義語法，就是語言得講究一定規(guī)則，這樣掌握同種語言的人對話，大家才能理解彼此話語的含義，那么在計算機通信中，我們把這種通信的規(guī)則叫做網絡協議，像人類語言有很多種一樣，網絡協議也有很多種，用來適應不同場景的通信。

網絡分層的好處

小智：嗯，這個我知道，我在書里面是看到了各種各樣的網絡協議，書里面還提到了網絡分層的事情呢，像什么ISO七層模型，還有個什么五層模型，不同層里面還有不同協議，可我就是沒弄明白，網絡為什么要分層呢？

大鵬：你這個問題問得很好，其實說到網絡分層，我個人的理解，分層設計的好處是每個層次只負責自己的那部分事情，一層套一層，自己那層的任務完成了就交給下一層處理，各司其職，每層都遵守自己的規(guī)則，配合起來完成網絡通信的工作，不至于大家都攪在一起，職責不明，看起來混亂。網絡通信的這種分層模型從設計之初到現在，歷經幾十年也不曾變化，就和我們前面談到馮諾依曼的計算機模型一樣，可見其偉大高明之處。

網絡層次劃分

小智：嗯嗯，你這么說我就大概明白為什么要分這么多層了，可是書上為什么又是說七層模型又是說五層模型呢，搞得我有點暈呢。

大鵬：網絡分層，ISO標準組織分層是分為七層，而實際我們都是按五層模型來說的，我工作這么多年，也沒人跟我談七層模型了，也就是標準是標準，我們理解還是按五層來理解，因為按五層來劃分其實更合理，我們也不用去糾結這個，我們只要知道五層模型分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層。層次之間的關系看看下面這個圖。

小智：那我現在就很想知道每個分層里面包含哪些內容？每一層到底都要干些什么，你再給我講講唄。

大鵬：每一層里面包含的內容主要有不同的網絡協議以及計算機的標識，計算機的標識就類似于人跟人對話，我們得知道是誰跟誰對話，比如張三跟李四對話，那張三李四就是這個標識。

物理層

我們先來看物理層，物理層其實我們關注得不多，物理層主要是要解決通信鏈路的問題，可以這么理解，我們人說話也是要借助媒介的，高中課程里面我們就知道，說話聲音是通過空氣傳播的，那計算機網絡協議也得承載在一個物理媒介中傳播，比如我們能看到的網線、光纖以及計算機的網卡等等，物理媒介主要是決定了網絡通信的速率，對于物理傳輸，工程實踐中關注得比較多，我們只做了解即可。

數據鏈路層

物理層之上是數據鏈路層，計算機在數據鏈路層的標識我們叫它mac地址，這個mac地址在我們的電腦，網絡和共享中心上就可以查看到，看看這個圖：

mac地址其實是配在我們電腦的網卡上的，每塊網卡都有一個mac地址，是網卡出廠時就配置好的。在數據鏈路層，跟mac地址相關的協議就是以太網協議，以太網協議簡單來說就是記錄兩臺計算機通信的源mac地址和目的mac地址。

網絡層

數據鏈路層往上就是網絡層了，網絡層協議當然就要數大名鼎鼎的IP協議了，IP協議對應的計算機標識是IP地址，如果把mac地址和ip地址做一個對比的話，我們可以這么簡單理解，有了mac地址，就相當于咱們有了身份證，可以在國內到處耍了，但是要出國耍，那咱們還得再搞個IP地址，就相當于我們出國得辦護照。讓我們來看下我們電腦的ip地址：

傳輸層

網絡層之上是傳輸層，前面講到數據鏈路層有mac地址，網絡層有IP地址，其實有了這兩種地址，網絡中的兩臺計算機已經能找到對方了，那我們還要傳輸層做什么呢？

其實是這樣的，打開我們的電腦，我們可以看到電腦系統上安裝有各種各樣的軟件，比如QQ、王者榮耀、騰訊視頻等等這些，兩臺電腦通信，最終還是兩臺電腦上的軟件通信，要詳細的區(qū)分兩臺電腦到底是哪些軟件相互通信，就要用到傳輸層了，傳輸層有一個重要的概念叫做端口，簡單理解，端口其實就是用來區(qū)分各個軟件的，另外，傳輸層涉及到的兩個大名鼎鼎的協議就是tcp協議和udp協議，這兩個協議各有所長，但是都有端口的概念包含在其中。

應用層

最上一層就是應用層了，應用層面向的是最終的用戶了，離我們最近，也最好理解，那么應用層要解決什么問題呢？

應用層要解決的其實就是我們在使用各種軟件時需要遵守的規(guī)則，比如我們打開瀏覽器瀏覽新聞，比如我們發(fā)送郵件，比如我們傳輸文件，比如我們遠程登錄一臺服務器，這些都與應用層協議有關，由于我們使用電腦的功能場景非常多，所以應用層協議的種類非常多，變化也非?？?#xff0c;有大家公知耳熟能詳的http、ftp等等協議，也有大廠家比如鵝廠的QICQ等協議，這也再次印證了計算機網絡分層的好處，像網絡層傳輸層這些底層層次保持長久不變，而應用層隨著網絡應用的豐富，可以支持擴展，滿足實際應用場景的需求。

關于兩臺電腦在五層通信的模型，我們看看下面這張圖：

學習計算機網絡的重點

小智： 大鵬哥，你這樣一講，我思路就清晰了很多，那你再跟我說說，我學計算機網絡，到底該重點學些啥？

大鵬： 這個問題從我大學畢業(yè)到現在參加工作十年，其實我也一直在思考回想，一本計算機網絡教材那么多內容，都是我要掌握的嗎？ 為什么教材要整那么多內容，還寫的晦澀難懂呢？ 其實過了這么久，我也終于想明白了，計算機網絡作為一個計算機學科分支，從寫教材的人來說，其實是站在一個學術角度，需要完整展現計算機網絡知識體系的角度去寫的，那么對于我們讀者受眾來說，哪些才是我們需要重點掌握的呢？

這個問題其實還是要看我們以后的職業(yè)規(guī)劃，如果我們是奔著做計算機學術研究的，那我們的知識層面必須全面一些，對于物理層包括信息編碼、傳輸介質這些知識也都必須得掌握；

如果我們是有志從事網絡工程工作的，比如做網絡設備，路由器交換機防火墻這些，那我們的網絡知識就得全面一些，各個網絡層次的協議也都得知道；

如果我們只是一個互聯網IT行業(yè)的碼農，其實我們重點要掌握的是ip/TCP協議，我們得知道如何寫代碼通過tcp或者udp協議與對端通信，知道如何做通信的性能調優(yōu)等等。

小智：嗯嗯，明白了，我覺得我想做第二種人，所以我要好好學習各個層次的網絡協議了。

大鵬：興趣是最好的老師，只要你感興趣，什么都好說。今天呢，其實也只是跟你一起理清了一下思路，后面我們要學習的內容還有很多很多，關于今天所講的內容，我用下面這張腦圖梳理一下，看這個腦圖會清晰很多，下次我們再講講網絡各個層次之間是如何配合工作的。

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