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什么是计算机网络

什么是计算机网络?

  • 计算机网络的定义
  • 计算机网络的分类
      • 按覆盖范围分类
      • 按拓扑结构分类
      • 按通信传输介质分类
      • 按信号频带占用方式分类
  • 计算机网络的功能
      • 信息交换
      • 资源共享
      • 分布式处理
  • 计算机网络的组成
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计算机网络的定义

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按覆盖范围分类

按拓扑结构分类

按通信传输介质分类

按信号频带占用方式分类

计算机网络的功能

信息交换

资源共享

分布式处理

计算机网络的组成

计算机网络的定义

计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统连接起来,按照功能完善的网络软件(包括网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)进行数据通信,以实现网络中资源共享和信息传递的系统。简而言之,计算机网络是由自主计算机互连起来的集合体,这些自主计算机通过硬件和软件实现各种功能,并通过互连进行相互通信。

计算机网络的分类

计算机网络的种类很多,通常按照规模大小和延申范围来分类,也可以按照拓扑结构、通信传输戒指、信号频带占用方式等来划分。

按覆盖范围分类

局域网LAN:在较小的地理范围内(一般小于10km)由计算机、通信线路和网络连接设备组成的网络。
城域网MAN:在一个城市范围内(一般小于100km)由计算机、通信线路和网络连接设备组成的网络。目前城域网的概念在实际应用中已经越来越模糊,因为很少有封闭在一个城市内的独立网络。
广域网WAN:比城域网范围大,由多个局域网或城域网组成的网络。因特网是世界上最大的广域网。

按拓扑结构分类

环型网:各节点通过通信线路连接成一个闭合的环。
星型网:所有节点都连接到一个中央节点(通常称为集线器或交换机)
总线型网:所有节点都连接到同一条通信传输线路上。

按通信传输介质分类

双绞线网:使用双绞线作为通信传输介质
同轴电缆网:使用同轴电缆作为通信传输戒指
光纤网:使用光纤作为通信传输介质,具有传输速度快、抗干扰性强的优点。
微波网、卫星网、红外线网:使用无线传输介质进行通信。

按信号频带占用方式分类

基带网:传输未经调制的数字信号
宽带网:能同时传输多个信号,通常用于告诉数据传输

计算机网络的功能

信息交换

计算机网络最基本的功能,完成各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布信息消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。

资源共享

网络上的计算机可以使用自身的资源,也可以共享网络上的资源,如计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机等。这增强了网络设计算机的处理能力,提高了计算机软硬件的利用率。

分布式处理

一项复杂的任务可以划分成许多部分,由计算机分别协作并行完成有关部分,使整个系统的性能大为增强。

计算机网络的组成

硬件部分:包括计算机设备(如服务器、工作站、个人计算机等)、通信线路(双绞线、同轴电缆、光纤等)和网络连接设备(如集线器、交换机、路由器等)
软件部分:包括网络操作系统(如Windows Server、Linux等)、网络通信协议(TCP/IP协议等)、网络管理软件(如SNMP等)以及各类应用程序。

网络通信必备条件
通信规模的演化
网络协议和分层:
网络协议中的约定
TCP/IP协议簇
网络数据的传输  原始消息-->传输层-->网络层-->数据链路层
OSI模型--理论上的模型
网络与协议:
网络是指将多个设备连接在一起,使得他们能够互相通信和共享资源的系统。网络可以根据其范围和连接方式分为不同类型,包括局域网LAN、广域网WAN、城域网MAN、互联网和内联网等等。
协议是一组规则和约定,用于在计算机网络中实现通信和数据交换,它们定义了数据如何在网络中传输、如何建立连接以及如何处理错误登重要细节。最终没的网络协议是TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)。
网络协议的工作原理通常涉及以下几个步骤:
请求发起:客户端根据用户操作或程序指令发起请求,生成相应的请求报文。
报文封装:请求报文经过各层协议的封装,逐层添加必要的头部信息,形成完整的数据包。
网络传输:数据包通过网络戒指(如光纤,网线等)传输到目标网络。
报文解析:目标设备接收到数据包后,逐层解析头部信息,最终将请求报文传递给相应的应用程序处理。
响应生成:应用程序根据请求内容生成响应报文,并警告各层协议的封装后返回给客户端。
数据呈现:客户端接收到响应报文后,解析并呈现给用户。
网络与协议
常见的网络协议及其功能:
TCP/IP协议:这是一组协议的统称,其中IP代表网际协议,TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)使用该协议在不同网络间传送数据包,实现了不同网络之间的互联。TCP提供有保障的数据传输,而UDP不提供数据传输保证,适用于对实时性比较高但对数据准确性要求相对较低的应用。
http协议:超文本传输协议,用于在Web浏览器和服务其之间传输网页数据。HTTP是无状态的、基于请求-响应的协议,使用TCP连接进行数据传输。
FTP协议:文件传输协议,用于在互联网上进行文件的上传和下载。
SMTP协议:简单邮件传输协议,用于将域名转换为IP地址。
DNS协议:域名协议系统,用于将域名转换为IP地址。
ICMP协议:互联网控制消息协议,用于传输控制和错误报告信息。
软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等新技术也将改变网络架构,提高网络的灵活性和可管理性。

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