计算机网络基础概述

计算机网络是互联自治计算机系统的集合，通过通信设备和线路连接，实现信息交换与资源共享。它的发展始于20世纪60年代，经历了从独立主机互联到全球互联网的演进，如今已成为现代社会不可或缺的基础设施。

一、计算机网络的定义与功能

1. 资源共享：允许多用户共享硬件（如打印机、服务器）和软件资源（如数据库、应用系统）。
2. 信息传输：实现数据、文本、图像、音视频等的高效传输。
3. 分布式处理：将任务分配到多台计算机协同完成，提高可靠性和效率。
4. 提高可靠性：通过冗余设计避免单点故障。

二、计算机网络的组成

1. 硬件部分：包括计算机、路由器、交换机、网卡、传输介质（如光纤、双绞线）等。
2. 软件部分：涵盖网络协议（如TCP/IP）、操作系统和应用程序。
3. 协议与标准：确保不同设备间通信的规则统一，例如OSI参考模型和Internet协议族。

三、网络分类

1. 按覆盖范围：

• 局域网（LAN）：覆盖小范围区域，如办公室或校园。

• 城域网（MAN）：覆盖城市范围。

• 广域网（WAN）：跨越国家或大洲，如互联网。

1. 按拓扑结构：总线型、星型、环型、网状等。
2. 按传输技术：有线网络（如以太网）和无线网络（如Wi-Fi、5G）。

四、网络体系结构
计算机网络通常采用分层模型，OSI七层模型和TCP/IP四层模型是常见参考：

• 物理层：负责比特流传输。
• 数据链路层：处理帧的封装与错误检测。
• 网络层：实现路由选择与IP寻址。
• 传输层：提供端到端通信（如TCP和UDP）。
• 应用层：支持用户服务，如HTTP、FTP。

五、发展历程与趋势
从ARPANET到现代互联网，计算机网络经历了协议标准化、移动互联和云计算的革新。物联网（IoT）、5G/6G和人工智能将进一步推动网络智能化与泛在化。

计算机网络通过连接全球设备，深刻改变了信息传播方式。理解其基础概念是进一步学习网络安全、协议设计和应用开发的前提。