計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是連接兩臺或多臺計(jì)算機(jī)設(shè)備以傳輸和共享信息的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)設(shè)備包括從移動(dòng)電話到服務(wù)器的所有設(shè)備。這些設(shè)備通過光纜等物理電線連接，但也可以是無線的。

第一個(gè)功能性網(wǎng)絡(luò)名為 ARPANET，創(chuàng)建于 20 世紀(jì) 60 年代末，由美國國防部資助。在計(jì)算機(jī)體積龐大、難以攜帶的年代，政府研究人員通過該網(wǎng)絡(luò)交換信息。如今，我們已經(jīng)從這種基本的聯(lián)網(wǎng)方式取得了長足的進(jìn)步。當(dāng)今世界圍繞著互聯(lián)網(wǎng)展開，這是一個(gè)連接全球數(shù)十億臺設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。各種規(guī)模的組織都使用網(wǎng)絡(luò)連接員工的設(shè)備和共享資源(如打印機(jī))。

城市交通監(jiān)控系統(tǒng)就是大規(guī)模計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)例子。這些系統(tǒng)向官員和緊急服務(wù)部門通報(bào)交通流量和事故情況。更簡單的例子是使用協(xié)作軟件(如 Google Drive)與遠(yuǎn)程工作的同事共享文檔。每當(dāng)我們通過視頻通話、視頻流、共享文件、即時(shí)通訊聊天或簡單地訪問互聯(lián)網(wǎng)上的內(nèi)容時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都在工作。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、架構(gòu)、創(chuàng)建、維護(hù)和安全。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程和電信的結(jié)合。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成部分

一般來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)主要部分組成：節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和連接。連接用于連接兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)。通過這些連接傳輸信息的方式由通信協(xié)議決定。通信端點(diǎn)，即建立連接的設(shè)備，通常稱為端口。

1.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或節(jié)點(diǎn)是必須連接起來才能形成網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括

計(jì)算機(jī)、手機(jī)和其他用戶設(shè)備：這些是用戶可以直接和頻繁訪問的終端設(shè)備。例如，電子郵件是從筆記本電腦或手機(jī)上的電子郵件應(yīng)用程序發(fā)送的。

服務(wù)器：這些是應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)倉庫服務(wù)器，在這些服務(wù)器上進(jìn)行基本計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。所有執(zhí)行特定任務(wù)或檢索數(shù)據(jù)的請求都會(huì)轉(zhuǎn)到服務(wù)器。

路由器：路由是為數(shù)據(jù)包選擇網(wǎng)絡(luò)路徑的過程。路由器是在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，使其最終到達(dá)目的地的設(shè)備。它們能提高大型網(wǎng)絡(luò)的效率。

交換機(jī)：中繼器就像電力網(wǎng)絡(luò)中的變壓器：它們是接收網(wǎng)絡(luò)信號并將其凈化或放大的電子設(shè)備。集線器是具有多個(gè)端口的中繼器。它們向所有可用端口傳輸數(shù)據(jù)。網(wǎng)橋是更智能的集線器，只向目的端口傳輸數(shù)據(jù)。交換機(jī)是具有多個(gè)端口的網(wǎng)橋。交換機(jī)可包含多條數(shù)據(jù)線，以便與多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信。

網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)是充當(dāng)兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)之間 "網(wǎng)關(guān) "的硬件設(shè)備。它們可以是防火墻、路由器或服務(wù)器。

2.鏈接

通信線路是數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，有兩種類型：

有線： 網(wǎng)絡(luò)中使用的有線技術(shù)包括同軸電纜、電話線、雙絞線和光纖。光纖傳輸代表數(shù)據(jù)的光脈沖。

無線通信： 也可使用無線電或其他電磁信號建立網(wǎng)絡(luò)連接。這種傳輸方式稱為 "無線"。無線連接的常見例子包括通信衛(wèi)星、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無線電和擴(kuò)頻技術(shù)。無線局域網(wǎng)利用頻譜技術(shù)在小范圍內(nèi)建立連接。

3.通訊協(xié)議

通信協(xié)議是所有參與信息傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)都要遵守的一套規(guī)則。一些流行的協(xié)議包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議套件(TCP/IP)、IEEE 802、以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)和蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP 是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)化的概念模型。它規(guī)定了這些通信鏈路的四個(gè)功能層：

網(wǎng)絡(luò)接入層： 該層定義數(shù)據(jù)的物理傳輸方式。它包括硬件如何通過物理電線或光纖電纜發(fā)送數(shù)據(jù)位。

互聯(lián)網(wǎng)層：這一層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)打包成可理解的數(shù)據(jù)包，并使其能夠發(fā)送和接收。

傳輸層：這一層允許設(shè)備通過確保正確和穩(wěn)定的連接來保持通話。

應(yīng)用層： 這一層定義了高級應(yīng)用程序如何訪問網(wǎng)絡(luò)以啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。

目前互聯(lián)網(wǎng)的大部分結(jié)構(gòu)都是基于 TCP/IP 模型，但仍受到類似的七層開放系統(tǒng)互連 (OSI) 模型的很大影響。

IEEE802 是 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)系列，主要針對局域網(wǎng)(LAN)和城域網(wǎng)(MAN)。無線局域網(wǎng)是 IEEE 802 系列中最著名的成員，通常被稱為 WLAN 或 Wi-Fis。

4.網(wǎng)絡(luò)防御

雖然節(jié)點(diǎn)、鏈路和協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，但現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)不能沒有安全性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)生成、傳輸和處理前所未有的海量數(shù)據(jù)時(shí)，安全就顯得至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)安全工具包括防火墻、入侵檢測系統(tǒng) (IDS)、入侵防御系統(tǒng) (IPS)、網(wǎng)絡(luò)訪問控制 (NAC)、內(nèi)容過濾器、代理服務(wù)器、DDoS 保護(hù)裝置和負(fù)載平衡器。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和組織意圖等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。

根據(jù)地理范圍的不同，不同類型的網(wǎng)絡(luò)分為：

1.納米級網(wǎng)絡(luò)：這些網(wǎng)絡(luò)允許小型傳感器和執(zhí)行器之間進(jìn)行通信。

2.個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)：PAN 是指個(gè)人用于連接各種設(shè)備(如帶有掃描儀的筆記本電腦等)的網(wǎng)絡(luò)。

3.局域網(wǎng)(LAN)：局域網(wǎng)連接有限地理區(qū)域內(nèi)的設(shè)備，如學(xué)校、醫(yī)院或辦公樓。

4.存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (SAN)：SAN 是一種允許數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)的專用網(wǎng)絡(luò)。它用于磁盤陣列和磁帶庫等存儲(chǔ)設(shè)備。

5.園區(qū)網(wǎng)(CAN)：園區(qū)網(wǎng)是相互連接的局域網(wǎng)的集合。大學(xué)和公共行政部門等大型機(jī)構(gòu)都使用這種網(wǎng)絡(luò)。

6.城域網(wǎng)(MAN)：城域網(wǎng)是覆蓋整個(gè)城市的大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

7.廣域網(wǎng)(WAN)：廣域網(wǎng)覆蓋更大的區(qū)域，如大城市、州甚至國家。

8.企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò) (EPN)：企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)是大型組織用來連接其眾多分支機(jī)構(gòu)的單一網(wǎng)絡(luò)。

9.虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)：VPN 是覆蓋在公共網(wǎng)絡(luò)之上的專用網(wǎng)絡(luò)。

10.云網(wǎng)絡(luò)：從技術(shù)角度講，云網(wǎng)絡(luò)是一種廣域網(wǎng)，其基礎(chǔ)設(shè)施由云服務(wù)提供。

根據(jù)組織的意圖，網(wǎng)絡(luò)可分為以下幾類：

1.內(nèi)聯(lián)網(wǎng)：內(nèi)聯(lián)網(wǎng)是由單一實(shí)體維護(hù)和管理的網(wǎng)絡(luò)集合。它通常是最安全的網(wǎng)絡(luò)類型，只有經(jīng)授權(quán)的用戶才能訪問。內(nèi)聯(lián)網(wǎng)通常位于本地網(wǎng)絡(luò)的路由器后面。

2.互聯(lián)網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)(或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))是由路由器和多層網(wǎng)絡(luò)軟件連接起來的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的集合。它是一個(gè)連接政府、研究人員、企業(yè)、公眾和個(gè)人計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的全球性系統(tǒng)。

3.外聯(lián)網(wǎng)：外聯(lián)網(wǎng)與內(nèi)聯(lián)網(wǎng)類似，但與特定的外部網(wǎng)絡(luò)連接。它通常用于與合作伙伴、客戶或外部員工共享資源。

4.暗網(wǎng)：暗網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行的疊加網(wǎng)絡(luò)，只能通過專用軟件訪問。它使用獨(dú)特的定制通信協(xié)議。

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