1. 🌐 计算机网络概述
本文将介绍计算机网络的基本概念、功能、体系结构和分类，为后续深入学习网络协议和应用打下基础。
📌 什么是计算机网络？
计算机网络是由若干台计算机及其他硬件设备通过通信链路互联而成的系统，能够实现 数据通信、资源共享 和 分布式处理。
简言之，就是让 多台计算机“说话”并协作。
🎯 计算机网络的主要功能
- 数据通信：实现数据在设备之间的可靠传输。
- 资源共享：如打印机、文件、数据库、网络服务等。
- 分布式处理：多个计算机协同完成一个复杂任务。
- 远程访问：用户可访问远程服务器或设备。
- 网络管理与安全：实现对网络运行状态的监控与保护。
🏗 网络体系结构（五层模型）
| 层级 | 名称 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 第五层 | 应用层 | 提供网络服务，如 HTTP、FTP、DNS |
| 第四层 | 传输层 | 提供端到端的通信，如 TCP、UDP |
| 第三层 | 网络层 | 实现数据包在网络中的路由和转发，如 IP |
| 第二层 | 数据链路层 | 将数据帧传输到相邻节点，如以太网 |
| 第一层 | 物理层 | 定义电气、机械和传输接口 |
🧠 对应 OSI 七层模型时，可将“会话层”和“表示层”合并到应用层中。
🌍 网络的分类
| 类型 | 范围 | 示例 |
|---|---|---|
| PAN（个人区域网） | 几米内 | 蓝牙设备、个人热点 |
| LAN（局域网） | 数米到数公里 | 家庭/办公室内部网络 |
| MAN（城域网） | 城市范围 | 校园网、企业园区 |
| WAN（广域网） | 全国/全球 | 互联网（Internet） |
🖧 网络拓扑结构
常见拓扑结构：
- 🌟 星型结构（常用于局域网）
- 🔗 总线结构（已较少使用）
- 🔁 环形结构
- 🌐 网状结构（核心骨干网络）
- ⛓ 混合结构
每种结构都有不同的连接方式和容错能力。
📡 网络设备简述
| 设备 | 作用 |
|---|---|
| 集线器（Hub） | 连接多个设备，广播数据 |
| 交换机（Switch） | 智能转发数据帧（根据MAC地址） |
| 路由器（Router） | 实现不同网络之间通信 |
| 网关（Gateway） | 协议转换，连接不同类型的网络 |
| 防火墙（Firewall） | 保护网络安全，控制访问权限 |
📶 网络通信的基本过程
以 HTTP 请求为例：
用户浏览器 ——> DNS 查询域名 ——> 建立 TCP 连接 ——> 发送 HTTP 请求 ——> 服务器响应 ——> 浏览器展示网页
该过程涉及：
- 应用层（HTTP、DNS）
- 传输层（TCP）
- 网络层（IP）
- 数据链路与物理层（以太网、光纤等）
📖 关键术语简析
| 术语 | 含义 |
|---|---|
| IP地址 | 标识设备的地址（如 192.168.1.1） |
| MAC地址 | 网卡的物理地址 |
| 端口号 | 标识某台设备上运行的具体服务（如 HTTP 的 80 端口） |
| 协议 | 通信的规则和标准（如 TCP/IP、HTTP） |
| 带宽 | 网络传输能力（Mbps） |
| 延迟（Latency） | 数据传输所需时间 |
🧪 网络性能指标
- 带宽 Bandwidth：单位时间最大传输量
- 吞吐量 Throughput：实际传输速率
- 时延 Latency：数据从源到目的地的总耗时
- 丢包率 Loss Rate：数据包在传输中丢失的比例
- 误码率 Bit Error Rate：单位比特中出现错误的概率
🧭 学习建议
- 搞清楚五层模型的作用及对比七层模型
- 理解 IP、MAC、端口、协议之间的关系
- 熟练使用
ping、tracert、netstat、wireshark等网络工具 - 学习常见协议：TCP、UDP、IP、HTTP、DNS、ARP、ICMP
- 搭建简单的局域网或抓包实验环境，加深理解
🔗 参考资料
- 《计算机网络》（第7版，谢希仁）
- 《图解HTTP》《图解TCP/IP》
- Cisco Networking Academy
- 菜鸟教程 - 网络基础