说在前面
在深入学习计算机网络的复杂世界之前,有必要明确一些基础概念。计算机网络是现代信息社会的基石,它使得全球范围内的数据交换和服务共享成为可能。从简单的局域网到覆盖全球的因特网,网络技术不断发展,深刻改变了人们的生活和工作方式。
信息服务
信息服务是计算机网络的核心功能之一。它指的是通过网络为用户提供数据、应用程序或其他资源的能力。常见的网络信息服务包括电子邮件、网页浏览、文件传输和实时通信等。这些服务依赖于底层网络基础设施的可靠性和效率。
因特网与ISP
因特网(Internet)是全球最大的计算机网络,由无数互连的网络组成。它采用TCP/IP协议族作为通信标准。而ISP(Internet Service Provider,因特网服务提供商)则是用户接入因特网的桥梁。ISP提供网络连接服务,包括拨号、宽带、光纤等接入方式,并负责维护网络基础设施。
RFC技术文档
RFC(Request for Comments)是一系列关于因特网标准和技术的文档。这些文档由因特网工程任务组(IETF)发布,涵盖了协议设计、网络架构和最佳实践等内容。RFC文档是开放且免费的,任何人都可以访问和贡献,这体现了因特网的开放精神。
边缘与核心
计算机网络通常分为边缘部分和核心部分。边缘部分包括终端设备(如个人电脑、智能手机)和接入网络,负责用户数据的生成和消费。核心部分则由路由器和高速链路组成,负责数据的长距离传输和路由选择。这种分层结构提高了网络的可扩展性和管理效率。
交换方式
数据在网络中的传输依赖于交换技术。常见的交换方式包括:
- 电路交换:在通信前建立专用路径,如传统电话网络。
- 分组交换:将数据分割成包(分组)独立传输,因特网采用此方式。
- 报文交换:以完整报文为单位进行存储转发,现已较少使用。
分组交换因其高效和灵活性成为现代网络的主流。
定义与分类
计算机网络可定义为互连的自治计算机集合。根据覆盖范围,网络可分为:
- 局域网(LAN):覆盖小范围,如家庭或办公室网络。
- 城域网(MAN):覆盖城市范围。
- 广域网(WAN):覆盖广大地理区域,如因特网。
还可按拓扑结构、传输介质等分类。
网络性能指标
评估网络性能的关键指标包括:
- 带宽:单位时间内传输的数据量。
- 时延:数据从发送到接收所需的时间。
- 吞吐量:实际成功传输的数据速率。
- 丢包率:传输过程中丢失的数据包比例。
- 抖动:时延的变化程度。
这些指标直接影响用户体验和服务质量。
计算机网络体系结构
网络体系结构定义了网络的逻辑组织和通信规则。最著名的模型是OSI七层模型和TCP/IP四层模型:
- OSI模型:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
- TCP/IP模型:网络接口层、网际层、传输层、应用层。
分层结构使得网络设计模块化,各层职责明确,便于开发和维护。
章节小结
本章介绍了计算机网络的基本概念,包括信息服务、因特网与ISP、RFC文档、网络结构划分、交换方式、网络定义与分类、性能指标以及体系结构。理解这些基础知识是进一步学习网络协议、安全和管理的前提。
计算机系统服务
计算机系统服务是网络应用的底层支撑,包括:
- 域名系统(DNS):将域名解析为IP地址。
- 动态主机配置协议(DHCP):自动分配IP地址。
- 网络时间协议(NTP):同步系统时间。
- 文件传输和共享服务。
这些服务确保了网络的可靠性、可用性和易用性,为用户提供无缝的网络体验。