计算机网络，作为信息时代的基石，是指将地理位置不同的、具有独立功能的多个计算机系统及其外部设备，通过通信线路和设备连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的系统。
一、 计算机网络的定义与目标
从定义中，我们可以提炼出计算机网络的几个核心目标：
- 资源共享：这是建立网络最原始、最重要的目的之一。资源包括硬件（如打印机、大容量存储设备）、软件（如应用程序）和数据（如数据库、文件）。通过网络，用户可以方便地访问和使用分布在不同地理位置的资源，极大地提高了资源利用率和效率。
- 信息传递与数据通信：计算机网络使得不同计算机上的用户能够快速、可靠地交换信息，如发送电子邮件、进行即时通讯、文件传输等，打破了地理空间的限制。
- 提高可靠性：通过网络，重要的数据和软件可以存储在多个节点（计算机）上。当某个节点发生故障时，用户可以通过其他路径访问备份资源，从而提高了系统的整体可靠性和可用性。
- 分布式处理与负载均衡：对于大型、复杂的计算任务，可以将其分解成若干子任务，分散到网络中的多台计算机上进行并行处理。这不仅能缩短任务处理时间，还能通过负载均衡避免单台计算机过载。
二、 计算机网络的组成
一个完整的计算机网络系统通常由以下三部分组成：
- 硬件系统：包括计算机（服务器、工作站、个人电脑等）、网络接口卡（NIC）、传输介质（如双绞线、光纤、无线电波）、连接设备（如交换机、路由器、集线器）等物理实体。
- 软件系统：包括网络操作系统（如Windows Server, Linux）、网络协议软件（如实现TCP/IP协议栈的软件）、网络管理软件和各类网络应用软件（如浏览器、FTP客户端）。
- 协议体系：即网络通信规则，是网络软件的核心。协议规定了设备之间如何交换信息、如何识别对方、如何纠错等。最著名和广泛使用的协议体系是TCP/IP协议族。
三、 计算机网络的分类
计算机网络可以从不同角度进行分类，常见的分类方式有：
- 按覆盖范围（地理范围）划分：
- 局域网（LAN）：覆盖范围小，通常在几公里以内，如一个办公室、一栋楼或一个校园内的网络。特点是传输速率高、延迟低、误码率低、管理权属单一。
- 城域网（MAN）：覆盖范围介于LAN和WAN之间，通常是一个城市范围内的网络。
- 广域网（WAN）：覆盖范围广，可以跨越城市、国家甚至大洲，互联网是最大的广域网。通常利用公共通信设施（如电信运营商的线路）进行连接。
- 按拓扑结构划分：描述网络中设备连接的方式，常见的有总线型、星型、环型、树型和网状型等。不同的拓扑结构在性能、可靠性和成本上各有特点。
- 按传输技术划分：
- 广播式网络：所有节点共享一个通信信道，一个节点发出的信息，网络中的所有其他节点都能收到。局域网多采用此方式。
- 点对点网络：每条物理线路连接一对节点。如果两个节点之间没有直接线路，则需要通过中间节点进行存储转发。广域网多采用此方式。
四、 网络体系结构与标准化
为了使不同制造商生产的、不同型号的计算机能够相互通信，必须建立一套全球通用的标准。为此，国际标准化组织（ISO）提出了开放系统互连参考模型（OSI/RM），将复杂的通信过程划分为七个层次（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层），每一层完成特定的功能，并为上一层提供服务。
在实际应用中，源自互联网的TCP/IP模型（四层或五层模型）成为了事实上的国际标准。它更简洁实用，其核心协议——TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）确保了全球互联网的互联互通。
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计算机网络概述为我们理解这个庞大而复杂的虚拟世界提供了基本框架。从定义、目标到组成与分类，再到体系结构，这些基础知识是进一步深入学习网络协议、网络安全、网络应用等具体技术的起点。随着云计算、物联网、5G等技术的发展，计算机网络将继续演进，更深层次地融入并塑造人类社会。
