我们继续来科普啊
今天我们要给大家介绍一下网络通信的基本工作原理，先看一下下图
在网络里面，最简单的通信就好比是两个主机之间的通信，就好像我们写信一样，先写好内容，然后放入一个信封，在信封上写明收件人地址，收件人姓名，寄信人地址和邮局的验证系统（邮票），在网络里面我们也是一样的，我们一般把发送数据的源称为信源（S，Source），目的地称之为信宿（D，Destination），中间传输的内容叫做负载（Load），如果通过校验的正确的数据我们称之为有效负载，而放入信封和打开信封的动作我们称之为封装（encapsulation）和解封装（decapsulation）。
但是在网络中，我们存在了太多的不同标准与规范，如果我们各个厂商都使用了各种不同的标准，那么我们的网络连结性和兼容性将出现极大的问题，于是ISO国际标准化组织就提出来了一个名叫OSI的参考模型，通过层次的概念，将网络中的各种不同的技术和标准要求分类整理，尽量让大家实现统一的标准和规范。如下图：
在这个模型中，我们自下往上分成了7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中物理层主要负责二进制数据的传输，数据链路层负责对网络介质的访问，网络层负责数据的投递，传输层负责端到端的连结，会话层负责主机间的通信，表示层负责编码格式与加密，应用层则是应用程序的网络组件了。
我们先从第一层物理层说起，物理层自然要讲到物理介质的连结问题，例如网卡，线缆，模块，接口。先来看一张图，这张图有个非常专业的名字叫做NIC,打开来讲就是Network Interface Card,翻译过来叫做网络接口卡，简称网卡，是不是一笑呢？既然搞技术对吧，就一定要专业，Professional，哈哈。
网卡负责提供主机上网络连接的接口，这些接口连接了线缆，就是我们最通俗的网线，专业一点叫做非屏蔽双绞线，没有网卡的话，难不成我们把网线在电脑后面打个结就可以上网了吗？
除了主机以外，我们网络中的设备也是需要提供各种各样的接口，例如下图给大家展示了一个路由器的接口模块。
目前，我们使用的所有线缆中，使用量最大最多的就是双绞线了，双绞线是一个什么样子的结构呢？目前我们使用的双绞线主要有两种，一种是屏蔽的双绞线，一种是非屏蔽的双绞线，二者相比较而言，屏蔽双绞线会多一个屏蔽层，抵抗电磁干扰的能力自然会更强，同时一米的价格也会更贵。非屏蔽双绞线缺少屏蔽层，但是低廉的价格适合大规模的布线而被广泛使用。根据市场需求和要求的不同，现在的双绞线还支持了更多更多的特征，例如防火不易燃的特点是装修中很重要的，增加化学物质预防老鼠的啃咬也很重要。
一根双绞线里面是由4对绞在一起的线缆组成的，两两一对，对绞的越紧，这根线的类别越高，就会出现我们常说的5类，超5类和6类线。当然，双绞线的优劣与否还取决于线径的粗细和材料的使用（中学就学过吧，越粗的导线电阻越小，越好的材质导电性能也越好），我建议土豪们家庭可以定制网线，例如使用纯银打造网线，才能够显得更加高端大气上档次，哈哈！
一根标准的双绞线里面，有四个主力颜色，橙色、绿色、蓝色和灰色，对应还有四根与之相辅的颜色，分别是橙白、蓝白、绿白和灰白。像我列出的这个图就不太标准了，大家可以参考看一下，很多厂家都不是标准的线缆颜色，例如TCL的线缆，就是特殊的颜色，和自己的模块自成一个体系。
既然有网线，我们就需要在网线前面制作水晶头，专业一点叫做RJ-45连接头，不要搞混了，电话的那个是RJ-11的水晶头，比网线的小，市场上可以买到的水晶头种类太多了，建议还是买好一点的，不然那个塑料很容易老化，甚至用网线钳一夹就彻底碎掉了。而且在实际工作中，你都已经决定了使用千兆的网线，你总不能使用5类就是百兆的水晶头吧，这个是很容易辨认的，一般千兆的水晶头前面都是两层的，肉眼可以轻易识别出来。
我们制作水晶头的时候，那就有太多的规范了，但是我主要想说的是线序的问题，双绞线的线序国际上分成了568-A和568-B这两种标准，国内使用的大多数都是568-B，就是自左向右数，颜色分别是橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕这样一个线序。如果线缆两段都是这个线序，注意啊，是看水晶头不带把的那面，自左向右，两段都想同的，我们把这种线称之为直通线或平行线（Straight-through），用来连接不同的设备、而另外一段和这段正好是1、3和2、6线序对倒的线缆 ，我们称之为交叉线（Crossover），用来连接不同的设备。可以看下图：
上面那个图里面，有两个特殊点，一个是交换机连接集线器使用的交叉线，我也搞不清楚，姑且这样记住；路由器连接电脑的时候，使用的也是交叉线，因为我们把这两种设备都看作是DTE设备（数据终端设备），所以他们之间要使用交叉线连接。其实今天关于直通线和交叉线已经没有区分那么明显了，因为大多数新生产的设备，都是能够自动适应线缆的。
好，大家已经熟悉了我们最常见的线缆，需要注意的是，双绞线因为缺乏屏蔽层，很容易受到大功率设备的电磁干扰而使传输的信号产生毛刺，同时由于电阻的原因，信号在传递的时候会自然衰减，一般我们描述的时候，都会告诉大家，一根网线的最大传输距离不要超过100米，实际使用的时候最好是80米，有些线缆我们还要考虑本地的冗余、跳线架等位置。
我们希望延长一个网段的时候怎么办呢？我们就需要使用物理层上的一个设备了，中继器（Repeater）,一个多端口的中继器就是一个HUB，俗称集线器，看下图：
集线器的作用很简单，它没有任何逻辑判断能力，当它从一个借口受到信号后，会去噪音，放大信号，然后将信号从所有的接口处向外转发。于是这个时候就有可能出现一个情况，就是假设目前时间T=1的时候，上图的两个用户都向外发送了数据怎么办？
对了，冲突（Collision）就产生了，集线器解决不了冲突的问题，这就好比是一个单行道，过去一辆拉土车，过来一辆半挂车，迎面告诉驶来，结局只有一个，车毁人亡。那两个数据包碰在一起，那也一定不会出现爱情的火花，而是包毁数据亡。
怎么来解决这个问题呢？人们提出了一个技术，叫做CSMA/CD的东西，我们也称之为载波侦听多路存取/冲突检测的机制，这个机制如何工作呢？当一台主机想要发送数据的时候，它会先检测这个链路上是否有其它的主机在发送数据，如果没有，那自然我就可以顺利发送，如果其它主机有，那我自己的网卡会产生一个随机的backoff时间，我们也称之为回退时间，我们要等这个时间过后再去尝试发送，一次、两次、三次、5次，唉，还在用，好吧，退一步海阔天空，6次，9次，10次，11次你还在用，好吧，忍字头上一把刀，13、14、15次了你居然还在用，这可让人如何忍得？忍无可忍怎么办？我不发了还不行么，这个时候网络连接部分就会返回一个信息，例如当前网络不可用，网络不可达等等。具体工作大家可以参考下图：
说到冲突，我们一定还要明确，产生了冲突的区域（冲突域）是很麻烦的，因为在这个区域里面，一个主机发送数据以后，由于有CSMA/CD的制约，其它所有主机都必须处于等待状态，这样效率是很低的，一层的设备是无法分隔冲突域的，而二层的交换机和三层的路由器都可以，给大家留个思考题，看看下面这个图有几个冲突域呢？
这可是一道CCNA的考试题目哦，今天先到这里了，打字好辛苦的，明天有空的话，明天继续，大家跟我一起从CCNA学到CCIE吧！
