计算机网络是现代信息技术的核心,它通过通信线路和网络设备将分布在不同地理位置的计算机系统连接起来,实现资源共享和数据交换。本复习笔记将系统梳理计算机网络的关键知识点,包括网络体系结构、协议、传输技术及安全等。
一、计算机网络概述
计算机网络指利用通信设备和线路,将多台具有独立功能的计算机互联起来,实现信息传递和资源共享的系统。其主要功能包括数据通信、资源共享、分布式处理和提高系统可靠性。根据覆盖范围,网络可分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)。
二、网络体系结构
1. OSI七层模型:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每层都有特定的功能和协议,实现从物理传输到应用程序的完整通信过程。
2. TCP/IP四层模型:网络接口层、网际层、传输层和应用层。这是当前互联网实际使用的参考模型,其中TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)是最核心的协议。
三、关键协议与技术
1. 物理层:负责比特流在物理介质上的传输,涉及电缆类型、接口标准等。
2. 数据链路层:提供节点到节点的数据传输,使用MAC地址进行帧的封装和差错控制。以太网是典型代表。
3. 网络层:实现不同网络之间的数据包路由和转发,IP协议是核心,负责寻址和分组交换。
4. 传输层:提供端到端的通信服务,TCP提供可靠连接,UDP提供无连接服务。
5. 应用层:支持用户应用程序,如HTTP、FTP、DNS等协议。
四、网络设备与拓扑
常见网络设备包括交换机(数据链路层)、路由器(网络层)和网关(高层协议转换)。网络拓扑结构有星型、总线型、环型和网状等,影响网络的性能和可靠性。
五、网络安全与管理
网络安全涉及加密技术、防火墙、入侵检测系统等,防止未授权访问和数据泄露。网络管理通过SNMP等协议监控网络状态,确保稳定运行。
六、发展趋势
随着物联网、5G和云计算的发展,计算机网络正向高速、智能和泛在化演进,IPv6的普及解决了地址短缺问题,SDN(软件定义网络)提升了网络灵活性。
掌握计算机网络的基本原理和关键技术,对于理解现代通信系统和应对实际应用场景至关重要。复习时应注重协议工作机制、分层模型和实际案例的结合。