### 第13讲-计算机网络基础知识
#### 一、计算机网络概述
**1.1 计算机网络的定义**
计算机网络是指通过物理线路和通信设备将地理位置分散、功能独立的多台计算机系统连接起来，形成一个能够进行资源共享和信息交换的系统。这种连接不仅限于硬件层面，还需要有统一的协议规范来确保不同计算机之间能够有效地进行数据交换。
**1.2 计算机网络的定义含义**
- **多台计算机连接**：至少需要两台以上的计算机才能构成一个网络。
- **物理连接**：计算机之间的连接需要通过物理线路（如电缆、光纤等）来实现。
- **协议约定**：为了实现数据的有效传输，网络中的计算机必须遵循一定的通信协议。
**1.3 计算机网络的产生与发展**
计算机网络的发展经历了以下几个阶段：
- **联机系统（面向终端的计算机网络）**：20世纪50年代初期，主要由一台主机和多个终端组成，通过电话线等通信线路连接。
- **计算机互联网络**：20世纪60年代中期，多个主机通过网络实现互联，开始出现资源的多向共享、分组交换等特点。
- **标准化网络**：1984年ISO公布OSI参考模型，标志着计算机网络进入标准化时代。
- **网络互联与高速网络**：1993年后，随着各国NII计划的提出，网络技术快速发展，进入高速网络阶段。
**1.4 计算机网络的功能**
- **数据交换与通信**：最基本的功能之一，支持不同计算机之间的数据传输。
- **资源共享**：用户可以访问网络中其他计算机上的资源（如打印机、文件等）。
- **提高系统可靠性和可用性**：通过冗余设计提高系统的稳定性和可靠性。
- **均衡负荷与协作**：合理分配计算任务，提升整体效率。
- **分布式网络处理**：支持跨计算机的数据处理和应用运行。
- **性价比与扩展性**：相较于单机系统，具有更高的性价比，并且易于扩展和维护。
**1.5 计算机网络的组成**
- **计算机系统**：作为网络节点的核心设备。
- **通信线路与设备**：包括电缆、光纤、无线设备等，用于数据传输。
- **网络协议**：定义了数据传输的规则和标准。
- **网络软件**：如操作系统、应用程序等，负责网络功能的实现。
**1.6 计算机网络的逻辑组成**
- **通信子网**：负责数据传输，包括通信线路和通信设备。
- **资源子网**：提供各种服务和资源，包括服务器和工作站等。
**1.7 计算机网络的应用**
- **科研与教育**：促进学术交流和远程教育。
- **企事业单位**：支持内部通信、客户关系管理等业务。
- **通信与娱乐**：提供互联网接入、在线娱乐等服务。
**1.8 计算机网络的分类**
- **按覆盖范围**：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。
- **按拓扑结构**：总线型、星型、环型、网状型等。
- **按传输技术**：广播式网络、点到点网络。
- **按应用领域**：公用网、专用网。
#### 二、计算机网络的拓扑结构
**2.1 拓扑结构的定义**
拓扑结构指的是网络中各节点之间的物理连接方式，对网络性能、可靠性等方面有重要影响。
**2.2 常见的计算机网络拓扑结构**
- **总线型结构**：所有节点都连接到同一条主线上。
- **星型结构**：每个节点都直接连接到一个中心节点。
- **环形结构**：节点之间形成闭环连接，数据沿着环路单向传输。
- **网状结构**：节点间有多条路径连接，提高了容错性和灵活性。
#### 三、计算机网络的体系结构
**3.1 体系结构的定义**
网络体系结构是指网络各层功能和服务的层次结构，定义了网络如何工作以及各个组成部分如何交互。
- **分层概念**：常见的有OSI七层模型和TCP/IP四层模型。
- **服务与协议**：每一层都定义了特定的服务，并通过协议来实现这些服务。
以上是对计算机网络基础知识的一个概述，涵盖了计算机网络的概念、发展历史、功能应用、组成结构等多个方面。对于深入理解和学习计算机网络有着重要的指导意义。
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