计算机网络概述
计算机网络是指分布在不同地理位置的多台独立计算机系统通过通信设备和线路相互连接,形成一个可以共享资源和信息交流的系统。这一领域的知识包括计算机网络的定义、发展历史、分类、拓扑结构以及体系架构等多个方面。
1.1 计算机网络定义
计算机网络的定义可以从不同角度理解:
- 从技术结合角度看,它结合了计算机技术和通信技术,以实现远程信息处理和资源共享。
- 从资源共享视角出发,计算机网络是将独立计算机系统集合在一起,让它们能共享彼此的资源。
- 从物理结构角度,计算机网络是由多个设备组成的系统,这些设备在协议控制下协同工作。
1.2 计算机网络的发展过程
计算机网络的演变大致经历了四个阶段:
- 第一阶段(50年代):计算机与终端的互连,解决了多个用户共享主机的问题,但主机负担重,通信成本高。
- 第二阶段(60年代):计算机与计算机相连,引入分组交换技术,形成通信子网和资源子网结构,但用户仍不能透明地使用网络。
- 第三阶段(70年代中期至80年代末):网络体系结构和协议标准化成为研究重点,局域网技术取得突破,通过网络操作系统提供透明服务。
- 第四阶段:局域网普及,Internet广泛应用于全球,网络结构持续演进。
1.2.1 计算机网络发展的关键点
在发展的过程中,电话交换、分组交换和存储转发是重要的技术进步。电话交换基于电路交换,需先建立连接,通信完毕后断开。而分组交换则是在存储转发的基础上,将数据分成小块(分组),在网络中独立传输,提高了效率和灵活性。
1.3 计算机网络的分类
网络可根据不同的标准进行分类,例如按覆盖范围分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN);按使用性质分为公用网和专用网等。
1.4 计算机网络拓扑结构
网络拓扑结构有星型、总线型、环型、树型、全互联型和混合型等多种形式,每种拓扑都有其特定的优缺点和适用场景。
1.6 计算机网络的体系结构
- 计算机网络体系结构的形成是为了更好地管理和协调网络中的各种组件。
- 划分层次的必要性在于降低复杂性,使得各层之间可以独立设计和改进。
- 原理体系结构涉及实体、协议、服务和服务访问点的概念,它们定义了网络中不同组件如何交互。
- 面向连接服务和无连接服务分别对应如TCP和UDP这样的协议,前者保证数据传输的可靠性,后者则强调高效性。
- OSI(开放系统互连)模型和TCP/IP模型是两种常见的网络体系结构模型,各有其特点和应用领域。
计算机网络是现代社会不可或缺的一部分,它的基本概念和技术为全球的信息交流提供了基础。从早期的资源共享到如今的互联网世界,计算机网络的发展不断推动着信息技术的进步。