我們天天都在用手機、pad、電腦上網，可是很少有人能明白網絡的工作原理。本節我們就為大家介紹網絡的基本工作原理，本節内容較長，分為兩部分來介紹，本節是第一部分。

　　首先先看一下帶寬的概念。

　　網絡帶寬（network bandwidth）

　　在單位時間（一般指的是1秒鐘）内能傳輸的數據量，單位是bit，所以網絡傳輸速率的單位用b/s或bps。例如：帶寬100M的話，每秒傳輸數據為100Mb，換算成Byte的話是12.5M，咱們平時下載的速率都是B/s，換算成帶寬x8即可。上行帶寬指的是上傳速度，下行帶寬指的是下載數據的速度。上行與下行相等，則稱為對稱寬帶，否則 稱為非對稱寬帶。

　　網絡模型（ISO/OSI七層模型）

　　因為網絡的問題比較複雜，為了将複雜的問題簡化，國際标準化組織-ISO（International Organization for Standardization）提出了OSI（Open System Interconnection）七層模型。

　　以下是OSI七層模型示意圖：

　　在這個圖裡，最上層是應用層，我們平時上網所涉及的大部分服務都在這一層完成，例如：浏覽網站、發送EMAIL、傳送文件、遠程登陸和管理服務器等。傳輸層和網絡層應用的也比較多，比如一些即時通信軟件如微信或QQ等。底層的數據鍊路層和物理層主要傳輸二進制信息。各層的具體功能如下所示：

　　物理層(physical layer)：建立、維護、斷開物理連接。

　　數據鍊路層(data link layer)：建立邏輯連接、進行硬件地址尋址、差錯校驗。

　　網絡層(network layer)：進行邏輯地址尋址，實現不同網絡之間的路徑選擇。

　　傳輸層(transport layer)：定義傳輸數據的協議端口号，以及流控和差錯校驗。

　　會話層(session layer)：建立、管理、終止會話。

　　表示層(presentation layer)：數據的表示、安全、壓縮。

　　應用層(application layer)：網絡服務與最終用戶的接口。

　　圖中的兩個箭頭代表兩台上網設備實際通信時，各層協議都是一一對應關系。例如：應用層通信時，數據從左邊的應用層向下經過表示層、會話層...物理層到右邊的物理層、數據鍊路層...應用層。同理，傳輸層通信時，數據從左邊的傳輸層向下經過網絡層最後到達物理層，然後到達右邊的物理層，最後到達右邊的輸出層。

　　各層通信不僅需要對應相應的層次，還需要遵守相同的通信協議。這就好像我們平時與各國的朋友說話一樣，與日本人交流就要用日語，與韓國人交流就要用韓語，當然還有世界通用語英語。在網絡模型裡可以将二進制的信息當作英語，所有的協議最終都要轉換為二進制的信息。

　　下面是應用層的主要通信協議：

　　HTTP(Hypertext Transfer Protocol)：超文本傳輸協議 ,基于TCP/IP協議,請求-響應,無狀态,端口80。

　　FTP(File Transfer Protocol)：文件傳輸協議,基于TCP/IP協議,大文件傳輸,端口21。

　　SMTP(Simple Mail Transfer Protocol )：簡單郵件傳輸協議,基于TCP/IP協議,發送郵件的協議,端口25。

　　POP3(Post Office Protocol - Version 3)：郵局協議版本3,基于TCP/IP協議,支持離線郵件處理,端口110。

　　DNS(Domain Name System)：域名系統,基于TCP和UDP協議,域名轉換為IP地址,端口53。

　　Telnet：互聯網遠程登錄服務協議,基于TCP/IP協議,端口23。

　　SNMP(Simple Network Management Protocol )：簡單網絡管理協議 ,基于UDP協議,用于管理網絡設備,端口161。

　　以下是傳輸層協議：

　　TCP(Transmission Control Protocol)：傳輸控制協議,源端口-目的端口16位,面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議。

　　UDP(User Datagram Protocol)：用戶數據報協議,無連接,提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。

　　以下是網絡層協議：

　　ICMP(Internet Control Message Protocol)：互聯網控制報文協議,一種面向無連接的協議，判斷網路連接狀況。ping和tracert命令。

　　ARP(Address Resolution Protocol)：地址解析協議,将IP地址轉換為物理地址。

　　RARP(Reverse Address Resolution Protocol)：反向地址轉換協議,允許局域網的物理機器從網關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。

　　下面為大家介紹一下HTTP協議的原理和用途。

　　當你在電腦上打開浏覽器，輸入網址http://www.baidu.com,敲下回車後。這時，浏覽器将你這個指令從應用層經表示層...一直到物理層。然後經過了你本地網絡的網關，經過了很多個路由器轉發，最後到達了服務器。在服務器上有一個專門的服務程序一直在監聽80端口，當監聽到這個請求後，然後通知服務程序返回一個網頁。返回的這個網頁又從應用層...一直到了物理層，又經過了很多個路由，數據最終返回到你浏覽器，這時你就能看到百度的網頁了。網站訪問就是這個原理，浏覽器和服務器需要共同遵守HTTP協議。

　　在這裡，限于篇幅的關系，就不為大家逐一介紹各協議的原理和用途了，感興趣的朋友可以參考視頻課程01-編程基礎知識-6網絡原理（一）。最後，祝願大家能遠離病毒，疫情早點結束，武漢加油！中國加油！

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