【入门级-基础知识与编程环境:3、计算机网络与Internet的基本概念】

计算机网络(Computer Network)

定义:

计算机网络是指通过通信链路(有线或无线)和网络设备(如路由器、交换机)将多台计算机或其他智能设备连接起来,实现资源共享和数据交换的系统。它的核心目标是让不同设备能够高效、可靠地通信和协作。

计算机网络的核心组成

(1) 硬件设备

终端设备(主机):计算机、手机、服务器等。

网络设备:

路由器(Router):连接不同网络,负责数据包的转发(如家庭宽带路由器)。

交换机(Switch):在局域网(LAN)内高效转发数据。

调制解调器(Modem):将数字信号与模拟信号互相转换(用于拨号上网)。

网卡(NIC):计算机连接网络的硬件接口(如Wi-Fi网卡、以太网卡)。

(2) 传输介质

有线:双绞线(网线)、光纤(高速远距离传输)、同轴电缆(早期网络)。

无线:Wi-Fi、蓝牙、4G/5G 移动网络。

(3) 软件与协议

网络协议:规定数据如何传输和交换的规则,如:

TCP/IP(互联网基础协议)

HTTP/HTTPS(网页浏览)

FTP(文件传输)

DNS(域名解析)

操作系统网络功能:如 Windows 的"网络和共享中心"、Linux 的 ifconfig/ip 命令。

核心要素:

节点(Node):网络中的设备(如计算机、服务器、手机、打印机等)。

通信介质:传输数据的物理或无线通道(如光纤、Wi-Fi、5G)。

协议(Protocol):规则和标准(如TCP/IP),确保设备能正确通信。

拓扑结构:网络布局(星型、环型、网状等)。

分类:

按范围:

局域网(LAN):小范围(如家庭、办公室)。

城域网(MAN):城市范围(如校园网)。

广域网(WAN):跨地区/国家(如企业专网、Internet)。

按拓扑结构:星型、环型、总线型、网状等。

Internet(因特网)

定义:

Internet是全球最大的公共广域网,由无数个互联的计算机网络组成,基于统一的协议(TCP/IP)进行通信,实现全球范围内的信息交换和资源共享。

关键特点:

去中心化:无单一控制机构,由ISP(互联网服务提供商)和自治系统(AS)协作维护。

标准化协议:TCP/IP协议族是Internet的"通用语言"。

服务多样性:支持Web、电子邮件、文件传输、实时通信等。

核心组件:

IP地址:设备的唯一标识(如192.168.1.1或IPv62001:0db8::1)。

域名系统(DNS):将域名(如google.com)解析为IP地址。

路由器与交换机:数据包转发和路径选择。

Internet 的工作原理

数据封装:应用数据(如网页请求)被封装成IP数据包。

路由选择:路由器根据IP地址选择最佳路径转发数据。

域名解析(DNS):将域名(如 google.com)转换为IP地址(如 142.250.190.46)。

数据传输:通过TCP(可靠传输)或UDP(快速传输)发送数据。

数据重组:接收端解包并还原原始数据。

Internet的核心服务

万维网(WWW)

基于HTTP/HTTPS协议,通过浏览器访问网页(如Chrome、Safari)。

电子邮件(Email)

使用SMTP/POP3/IMAP协议(如Gmail、Outlook)。

文件传输(FTP)

上传/下载文件(如FileZilla)。

关键协议与技术

TCP/IP协议族:

IP:负责寻址和路由(IPv4/IPv6)。

TCP:确保可靠传输(如网页浏览)。

UDP:低延迟传输(如视频通话)。

HTTP/HTTPS:网页数据传输(HTTPS=HTTP+加密)。

DNS:域名解析(将baidu.com转为IP)。

Internet的接入方式

有线:光纤、ADSL(电话线)、同轴电缆。

无线:Wi-Fi、4G/5G、卫星通信。

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