计算机网络基础概念

计算机网络是实现计算机之间数据通信和资源共享的系统。其核心目标是确保不同设备能够高效、可靠地传输信息。网络按覆盖范围可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。

关键术语

• 协议（Protocol）：规定通信规则的标准化约定，如TCP/IP。
• 拓扑结构（Topology）：描述设备连接方式，如星型、总线型、环型。
• OSI模型：七层抽象框架，从物理层到应用层，定义网络功能分层。

网络体系结构与协议

TCP/IP模型
实际应用中更常见的四层模型：

1. 网络接口层：处理物理传输（如以太网）。
2. 网络层：通过IP协议实现路由选择（如IPv4/IPv6）。
3. 传输层：提供端到端连接（TCP可靠传输，UDP高效无连接）。
4. 应用层：支持具体应用（HTTP、FTP、DNS）。

示例：HTTP请求流程
用户访问网站时，DNS解析域名→TCP三次握手建立连接→HTTP请求数据→服务器响应→TCP四次挥手断开连接。

数据通信技术

调制与编码

• 数字信号需调制为模拟信号才能在物理介质传输，常见技术如调幅（AM）、调频（FM）。
• 编码方式包括曼彻斯特编码（自带时钟同步）和差分曼彻斯特编码。

多路复用技术

• 频分复用（FDM）：按频率划分信道（如广播电视）。
• 时分复用（TDM）：按时间片轮流传输（如传统电话网络）。

网络设备与安全

常见设备

• 交换机（Switch）：基于MAC地址转发数据，优化局域网性能。
• 路由器（Router）：连接不同网络，通过IP地址选择最佳路径。

安全威胁与防护

• 防火墙：过滤非法流量，基于规则表控制访问。
• 加密技术：SSL/TLS保障数据传输安全，如HTTPS协议。

实践建议

学习工具

• 使用Wireshark抓包分析协议交互过程。
• 通过Cisco Packet Tracer模拟网络拓扑实验。

经典教材参考

• 《计算机网络：自顶向下方法》（James Kurose）
• 《TCP/IP详解卷一：协议》（W. Richard Stevens）

通过理解基础概念并结合实验，可逐步掌握网络技术的核心原理与应用场景。