只用5分鐘帶你瞭解計算機網絡概述

前言

計算機網絡(computer network)是大學計算機類專業和通訊類專業基礎課程之一,也是計算機考研408核心科目之一。所以不管是考研的小夥伴,還是工作的小夥伴,我們都需要紮實的計算機網絡知識。冷月幫大家總結了計算機網絡的相關知識,停下腳步來學習學習。

什麼是計算機網絡

要想學習計算機網絡,首先我們要知道計算機網絡是什麼。計算機網絡主要由一些通用、可編程的硬件互聯而成,通過這些硬件,可以傳送不同類型的數據,並且可以支持廣泛和日益增長的應用。通俗來講,計算機網絡就是一些互連、自治的計算機系統的集合,並且這個集合還可以隨着技術的發展而動態增加或減少。

互聯網的發展歷史

在計算機出現後,我們更多使用計算機的時候是聯繫他人,比如QQ、微信、打網遊,而我們不是自己一個人玩。所以我們要怎麼才能和其他小夥伴一起愉快的玩耍呢,這就促使了互聯網的誕生。

互聯網的發展歷史主要分爲三個階段,如下圖所示

第一個階段 ARPAnet

ARPANET是美國高級研究計劃署(Advanced Research Project Agency)的簡稱。是世界上最早的計算機網絡,它是美國國防部高級研究計劃局,信息處理處開發的世界上第一個計算機遠距離的封包交換網絡,被認爲是現今互聯網(Internet)的前身。在APRAnet中,主要是由邊緣計算機和交換機組成的網絡。如下圖所示。

第二個階段 三級結構互聯網

三級結構的互聯網。分爲主幹網、地區網和校園網或則企業網。這種三級計算機網絡覆蓋了全美國主要的大學和研究所。這就成爲了互聯網的主要組成部分。後來研究人員覺得互聯網不應該限於這些平臺的使用,必須擴大範圍的使用,於是美國政府決定將互聯網主幹網絡交給私人公司來經營,單位可以收費。到1992年互聯網上的主機就超過100萬臺。那個時候的互聯網速率最高也就45Mbit/s.其網絡拓撲爲樹形結構,如下圖所示:

第三個階段 多層次ISP互聯網

第三階段就是多層次ISP結構的互聯網。互聯網主要爲ISP來提供。也就是現在的中國電信、中國聯通和中國移動等等公司。

隨着技術的發展,現在各國的網絡都通過海底電纜進行連接。冷月找到一個在線的網站,可以實時看到全球的網絡流量傳輸。點擊跳轉,國外的網站,可能網速比較慢。全球的網絡流量傳輸

計算機網絡的組成

組成成分

按組成成分來分,計算機網絡包括硬件、軟件和協議。硬件包括集線器、交換機、路由器等。軟件包括實現計算機網絡通訊的軟件。協議包括APR、IP協議棧、ICMP、TCP、UDP、HTTP、FTP等。

工作方式

按工作方式來分,計算機網絡可以分爲核心部分和邊緣部分。如下圖所示:

核心部分:網絡中的核心部分由許多路由器實現互連,向網絡邊緣中的主機提供連通性,使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信。

邊緣部分:就是連接在因特網上的所有的主機。邊緣部分利用核心部分提供的服務,使衆多主機之間能夠互相通信並交換信息或共享信息。

計算機網絡的功能

計算機網絡的功能,也就是計算機網絡要做什麼?主要是數據通訊、資源共享、分佈式處理、提高可靠性、負載均衡等。其中數據通訊、資源共享又是最核心的功能。

數據通訊:在計算機網絡中,數據通信是指通過某種介質,將數據從一臺設備傳輸到另一臺設備的過程。也就是說完成數據交互的功能,比如打王者榮耀,你放了一個大招,只有通過互聯網的數據傳輸,其他玩家才能看到你放的大招。

資源共享:資源共享指的是網絡中的用戶都能夠部分或全部地享受這些資源。包括軟件共享、硬件共享、數據共享

計算機網絡的分類

計算機網絡按照分佈範圍來講,可以分爲廣域網、城域網、局域網。

廣域網:廣域網(Wide Area Network),簡稱WAN,是一種跨越大的、地域性的計算機網絡的集合。通常跨越省、市,甚至一個國家。廣域網包括大大小小不同的子網,子網可以是局域網,也可以是小型的廣域網。

城域網:城域網(Metropolitan Area Network,MAN)所採用的技術基本上與局域網相類似,只是規模上要大一些。城域網既可以覆蓋相距不遠的幾棟辦公樓,也可以覆蓋一個城市;既可以是私人網,也可以是公用網。城域網既可以支持數據和話音傳輸,也可以與有線電視相連。城域網一般只包含一到兩根電纜,沒有交換設備,因而其設計就比較簡單。

局域網:局域網(Local Area Network),簡稱LAN,是指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組。“某一區域”指的是同一辦公室、同一建築物、同一公司和同一學校等,一般是方圓幾千米以內。局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、掃描儀共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。局域網是封閉型的,可以由辦公室內的兩臺計算機組成,也可以由一個公司內的上千臺計算機組成。

計算機網絡的標準化工作

計算機網絡的出現,方便了我們生活中的點點滴滴。有關的互聯網大廠大量將自己生產的產品打入市場,而每一個廠的標準或多或少都有差別,這就會使互聯網中的出現很多標準。所以需要一個權威的組織來制定一些統一的標準。
而RFC(一系列以編號排定的文件)良好的解決了這個問題。

RFC(Request For Comments)意即“請求評論”,包含了關於Internet的幾乎所有重要的文字資料。一個RFC文件在成爲官方標準前一般至少要經歷4個階段(RFC2026):因特網草案、建議標準、草案標準、因特網標準。

總結

本篇博文用通俗易懂的方式,讓大家瞭解了計算機網絡的概念、發展歷史、組成部分、功能、分類、和標準化工作。相信大家學習完後會有一定的收穫。

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