计算机网络:计算机网络概述 —— 初识计算机网络

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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。

  • 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)

  • 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

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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TCP/IP四层模型

  • 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

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。
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