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计算机网络
计算机网络是指将多台计算机通过通信设备 和通信链路连接起来,以实现数据和信息的交换和共享的技术和系统。它是现代信息社会的基础设施之一,也是互联网的基础。
简单来说,它让不同地点的设备能够相互"对话"。
计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的 (例如,传送数据或视频信号)。这些可编程的硬件能够用来传输多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。
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可编程的硬件:不限于计算机,而是包括了智能手机、具有网络功能的传感器以及智能家电等智能硬件,这些硬件一定包含有中央处理单元 (CPU)
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计算机网络并非只用来传送数据,而是能够基于数据传送进而实现各种各样的应用,包括今后可能出现的各种应用。
计算机网络对于现代社会和人们的生活产生了深远的影响,为信息交流、资源共享和协作提供了强大的支持和便利。
组成部分
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硬件设备:包括计算机、路由器、交换机、集线器、光纤、网卡等设备,用于传输和处理数据。
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协议和标准 :用于控制和管理计算机网络中数据的传输和通信方式,如
TCP/IP协议
、HTTP协议
、以太网标准等。 -
拓扑结构:指计算机网络的物理和逻辑连接方式,如星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑等。
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网络服务:提供在计算机网络上进行通信和交换信息的各种服务,如电子邮件、文件传输、远程登录等。
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安全性和管理:保护计算机网络免受未经授权访问和恶意攻击,进行网络性能管理和故障排除等。
网络架构
计算机网络架构主要分为两大类:OSI七层模型 和 TCP/IP四层模型。
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OSI七层模型 :从高到低依次为
应用层
、表示层
、会话层
、传输层
、网络层
、数据链路层
和物理层
,每一层都有其特定的功能和协议。 -
TCP/IP四层模型 :简化为
应用层
、传输层
、网络层
和网络接口层
,是互联网通信的核心协议栈。
协议与标准
协议是网络通信的基础,它们确保了不同设备之间能够正确理解和交换信息。常见的协议包括:
- IP(Internet Protocol):负责数据包在网络中的路由。
- TCP(Transmission Control Protocol):提供可靠的、面向连接的通信服务。
- HTTP(HyperText Transfer Protocol):网页传输的基础协议。
- HTTPS(HTTP Secure):加密版的HTTP,保障数据传输安全。
网络设备
- 路由器:连接不同网络,根据 IP 地址转发数据包。
- 交换机:在同一网络内,根据 MAC 地址转发数据帧。
- 调制解调器(Modem):实现数字信号与模拟信号之间的转换,用于拨号上网。
- 防火墙:监控并控制进出网络的流量,保护网络安全。
网络类型
网络可按照交换方式、使用者、传输介质、覆盖范围、拓扑结构等方式进行分类
- 局域网(LAN):小范围内的网络,如办公室、家庭网络。
- 广域网(WAN):跨越较大地理范围的网络,如城市间、国家间的网络连接。
- 城域网(MAN):介于LAN和WAN之间,覆盖一个城市或地区。
- 互联网(Internet):全球最大的WAN,由无数LAN、WAN和MAN组成。
作用
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数据传输:通过计算机网络可以快速、可靠地传输数据和信息,实现远程访问和数据共享。
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资源共享:多台计算机可以共享打印机、存储设备、数据库等资源,提高资源利用效率。
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通信和协作:人们可以通过计算机网络进行实时的语音、视频通话,并进行远程协作和开展在线教育等活动。
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信息搜索和获取:通过互联网等计算机网络,可以迅速获取全球范围内的各种信息和资源。
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商务和电子商务:计算机网络为商务活动提供了方便和快捷的平台,促进了电子商务的发展。
实际应用案例
- 云计算:利用互联网提供动态、可扩展的IT服务。
- 物联网(IoT):连接物理世界的设备,实现智能化管理。
- 在线会议:如Zoom、Teams,让远程协作成为可能。
- 电子商务:如淘宝、亚马逊,改变了人们的购物方式。