计算机网络基础¶

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1. 计算机网络概述¶

计算机网络是指将多台计算机通过通信设备和线路连接起来，以实现资源共享和信息传递的系统。计算机网络的主要功能包括数据通信、资源共享、分布式处理和负载均衡等。

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2. 网络分类¶

计算机网络可以根据不同的标准进行分类，主要包括以下几种：

2.1 按地理范围分类¶

局域网（LAN）：覆盖范围较小，通常在一个建筑物或一个校园内。
城域网（MAN）：覆盖范围较大，通常在一个城市或一个大都市区内。
广域网（WAN）：覆盖范围最大，通常跨越多个城市、国家甚至洲际。

2.2 按拓扑结构分类¶

总线型网络：所有设备共享一条通信线路。
星型网络：所有设备通过一个中心节点连接。
环型网络：所有设备形成一个闭合环路。
网状网络：每个设备都与多个其他设备直接连接。

2.3 按传输介质分类¶

有线网络：使用电缆、光纤等有形介质进行数据传输。
无线网络：使用无线电波、红外线等无形介质进行数据传输。

3. 网络协议¶

网络协议是指计算机网络中进行数据交换的规则和约定。常见的网络协议包括：

TCP/IP 协议：传输控制协议/互联网协议，是互联网的基础协议。
HTTP 协议：超文本传输协议，用于万维网的数据传输。
FTP 协议：文件传输协议，用于文件的上传和下载。
SMTP 协议：简单邮件传输协议，用于电子邮件的发送。

4. 网络设备¶

计算机网络中常用的设备包括：

路由器：用于连接不同网络，转发数据包。
交换机：用于连接同一网络中的设备，转发数据帧。
集线器：用于连接多个设备，广播数据帧。
网卡：用于将计算机连接到网络。

5. 网络安全¶

网络安全是指保护计算机网络及其资源免受非法访问、使用、修改和破坏的措施。常见的网络安全技术包括：

防火墙：用于监控和控制进出网络的数据流。
加密技术：用于保护数据的机密性和完整性。
访问控制：用于限制对网络资源的访问权限。
入侵检测系统：用于检测和响应网络中的异常活动。

6. 网络模型¶

计算机网络模型是对网络结构和功能的抽象描述，常见的网络模型包括：

6.1 OSI 七层模型¶

物理层：负责传输比特流。
数据链路层：负责帧的传输和错误检测。
网络层：负责数据包的路由和转发。
传输层：负责端到端的传输控制。
会话层：负责建立、管理和终止会话。
表示层：负责数据的表示和转换。
应用层：负责提供网络服务。

6.2 TCP/IP 四层模型¶

网络接口层：对应 OSI 模型的物理层和数据链路层。
网络层：对应 OSI 模型的网络层。
传输层：对应 OSI 模型的传输层。
应用层：对应 OSI 模型的会话层、表示层和应用层。

7. 无线网络¶

无线网络是通过无线电波、红外线等无形介质进行数据传输的网络。常见的无线网络技术包括：

Wi-Fi：无线局域网技术，常用于家庭和办公环境。
蓝牙：短距离无线通信技术，常用于连接移动设备。
蜂窝网络：移动通信网络，常用于手机通信。
卫星通信：通过卫星进行数据传输，常用于远程通信。

8. 云计算与网络¶

云计算是通过网络提供计算资源和服务的模式。云计算的主要特点包括：

按需自助服务：用户可以根据需要随时获取计算资源。
广泛的网络访问：通过网络可以从任何地方访问云服务。
资源池化：计算资源集中管理和分配，提高资源利用率。
快速弹性：计算资源可以根据需求快速扩展或缩减。
服务计量：根据使用量进行计费，降低成本。

9. 未来网络技术¶

未来网络技术的发展方向包括：

5G 网络：第五代移动通信技术，提供更高的传输速率和更低的延迟。
物联网（IoT）：通过网络连接各种物理设备，实现智能化管理和控制。
边缘计算：在网络边缘处理数据，降低延迟和带宽消耗。
网络虚拟化：通过虚拟化技术实现网络资源的灵活配置和管理。
网络安全：加强网络安全技术，保护网络资源和数据的安全。